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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

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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


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.

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