Una Estrategia de Cálculo de Transferencia de Calor Acoplada para Motores Cohete de Combustible Líquido Compuestos
Autores: Xu, Bo; Chen, Bing; Peng, Jian; Zhou, Wenyuan; Xu, Xu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Una Estrategia de Cálculo de Transferencia de Calor Acoplada para Motores Cohete de Combustible Líquido Compuestos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Transferencia de calor
Motor de cohete líquido
Acoplado
Esquema de cálculo
Enfriamiento por película de gas
Combustión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Para comprender mejor las características de la transferencia de calor acoplada en motores de cohetes líquidos, se propone un esquema de cálculo en este documento. Este esquema puede simular los procesos de transferencia de calor acoplados, incluyendo la combustión y el flujo en la cámara de empuje, la transferencia de calor por radiación, la conducción de calor en la pared, la transferencia de calor del flujo de refrigerante en el canal de refrigeración y el enfriamiento por película de gas en la pared de la cámara de empuje. Se introducen en detalle el método numérico utilizado en cada área física, el método de transferencia de datos entre cada módulo de cálculo, la estrategia de transferencia de datos en la interfaz de acoplamiento, el proceso de cálculo y el criterio de convergencia. El esquema de cálculo fue verificado al analizar una tobera refrigerada por agua. Luego, se llevó a cabo el cálculo de transferencia de calor acoplada para un motor de cohete líquido utilizando un propelente compuesto de dimetilhidrazina asimétrica y tetróxido de dinitrógeno. Se analizaron dos condiciones de trabajo: si se realizó o no el enfriamiento por película de gas. Los resultados mostraron que el algoritmo indicó con éxito el efecto protector de la película de gas en la superficie de la pared, y los resultados del cálculo fueron razonables. Desempeñó un papel orientador para la transferencia de calor acoplada del motor de cohete líquido utilizando un método de refrigeración compuesto.
Descripción
Para comprender mejor las características de la transferencia de calor acoplada en motores de cohetes líquidos, se propone un esquema de cálculo en este documento. Este esquema puede simular los procesos de transferencia de calor acoplados, incluyendo la combustión y el flujo en la cámara de empuje, la transferencia de calor por radiación, la conducción de calor en la pared, la transferencia de calor del flujo de refrigerante en el canal de refrigeración y el enfriamiento por película de gas en la pared de la cámara de empuje. Se introducen en detalle el método numérico utilizado en cada área física, el método de transferencia de datos entre cada módulo de cálculo, la estrategia de transferencia de datos en la interfaz de acoplamiento, el proceso de cálculo y el criterio de convergencia. El esquema de cálculo fue verificado al analizar una tobera refrigerada por agua. Luego, se llevó a cabo el cálculo de transferencia de calor acoplada para un motor de cohete líquido utilizando un propelente compuesto de dimetilhidrazina asimétrica y tetróxido de dinitrógeno. Se analizaron dos condiciones de trabajo: si se realizó o no el enfriamiento por película de gas. Los resultados mostraron que el algoritmo indicó con éxito el efecto protector de la película de gas en la superficie de la pared, y los resultados del cálculo fueron razonables. Desempeñó un papel orientador para la transferencia de calor acoplada del motor de cohete líquido utilizando un método de refrigeración compuesto.