Diseño de ranura de sangrado inverso para entrada axisimétrica curva basado en el criterio de Kantrowitz y características del campo de flujo
Autores: Li, Yongzhou; Sun, Di; Tian, Xinhui; Yuan, Yiqi; Luo, Xisheng; Zhang, Kunyuan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Diseño de ranura de sangrado inverso para entrada axisimétrica curva basado en el criterio de Kantrowitz y características del campo de flujo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Convencional
Ranuras de sangrado hacia adelante
Diseño de ranura de sangrado inverso
Criterio de Kantrowitz
Rendimiento aerodinámico
ángulo de ranura
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Los orificios de sangrado convencionales reducen el número de Mach de inicio del conducto hipersónico, pero sufren de una fuga excesiva de flujo después del reinicio. Este artículo propone un nuevo método de diseño de orificios de sangrado inverso para entradas aximétricas curvas de un scramjet de combustible sólido. Aprovechando el criterio de Kantrowitz y un análisis detallado del flujo, el método optimiza la ubicación, el número, el área y el ángulo de los orificios de sangrado. Los resultados muestran un rendimiento aerodinámico superior al colocar los orificios en la región no iniciada de la sección de compresión interna, considerando tanto el flujo no iniciado como la dinámica de burbujas de separación durante el reinicio. Cada área de orificio de sangrado se calcula sucesivamente río abajo en función del criterio de Kantrowitz. Finalmente, se han estudiado extensamente los efectos del ángulo del orificio de sangrado. El rendimiento clave de la entrada alcanza su óptimo a un ángulo de orificio de aproximadamente 130 grados, logrando una reducción significativa en el número de Mach de inicio (de 4.80 a 3.65) y una disminución del 50% en la tasa de flujo de sangrado en comparación con el diseño de orificio de sangrado hacia adelante. Este método demuestra su viabilidad y efectividad, permitiendo una mejora sustancial en el rendimiento de inicio de la entrada con una pérdida de flujo mínima.
Descripción
Los orificios de sangrado convencionales reducen el número de Mach de inicio del conducto hipersónico, pero sufren de una fuga excesiva de flujo después del reinicio. Este artículo propone un nuevo método de diseño de orificios de sangrado inverso para entradas aximétricas curvas de un scramjet de combustible sólido. Aprovechando el criterio de Kantrowitz y un análisis detallado del flujo, el método optimiza la ubicación, el número, el área y el ángulo de los orificios de sangrado. Los resultados muestran un rendimiento aerodinámico superior al colocar los orificios en la región no iniciada de la sección de compresión interna, considerando tanto el flujo no iniciado como la dinámica de burbujas de separación durante el reinicio. Cada área de orificio de sangrado se calcula sucesivamente río abajo en función del criterio de Kantrowitz. Finalmente, se han estudiado extensamente los efectos del ángulo del orificio de sangrado. El rendimiento clave de la entrada alcanza su óptimo a un ángulo de orificio de aproximadamente 130 grados, logrando una reducción significativa en el número de Mach de inicio (de 4.80 a 3.65) y una disminución del 50% en la tasa de flujo de sangrado en comparación con el diseño de orificio de sangrado hacia adelante. Este método demuestra su viabilidad y efectividad, permitiendo una mejora sustancial en el rendimiento de inicio de la entrada con una pérdida de flujo mínima.