Estudio Numérico del Efecto de Amortiguamiento Magnético en el Movimiento de Oscilación del Oxígeno Líquido en un Tanque de Combustible
Autores: Furuichi, Yutaro; Tagawa, Toshio
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Estudio Numérico del Efecto de Amortiguamiento Magnético en el Movimiento de Oscilación del Oxígeno Líquido en un Tanque de Combustible
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Placas de baffling
Salpicaduras
Propulsante
Campo magnético
Oxígeno líquido
Nave espacial
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Hoy en día, se anticipa que el uso de placas de baffle sea uno de los dispositivos potenciales utilizados para amortiguar el movimiento del propulsor en los tanques de cohetes. Sin embargo, algunos estudios anteriores informaron que el uso de una placa de baffle puede causar fluctuaciones de presión más grandes en el tanque. En este estudio, con el objetivo de amortiguar el movimiento sin una placa de baffle, prestamos atención a la característica de que el oxígeno líquido es paramagnético e investigamos numéricamente el efecto de amortiguamiento de un campo magnético cuando ocurre el movimiento del oxígeno líquido. Se asumió un flujo bifásico de gas-líquido incomprensible de oxígeno gaseoso y oxígeno líquido en un tanque esférico de naves espaciales con un diámetro de 1 m en un campo no gravitacional, y se asumió que se imponía una fuerza de impacto triangular como fuerza de excitación. Además, se colocó una bobina circular eléctrica fuera del tanque esférico para generar un campo magnético estático. Por simplicidad, no se tuvo en cuenta el efecto del calor. Como resultado de los cálculos, el movimiento se amortiguó hasta cierto punto cuando la densidad de flujo magnético en el centro de la bobina era de 1.0 T, y se obtuvo un efecto de amortiguamiento suficiente al establecerlo en 3.0 T. De hecho, se anticipa que menos de 3.0 T es suficiente si la bobina se coloca en la superficie del tanque. Esto puede contribuir a amortiguar el movimiento del centro de gravedad de una nave espacial y prevenir la mezcla del gas de ullage en las tuberías.
Descripción
Hoy en día, se anticipa que el uso de placas de baffle sea uno de los dispositivos potenciales utilizados para amortiguar el movimiento del propulsor en los tanques de cohetes. Sin embargo, algunos estudios anteriores informaron que el uso de una placa de baffle puede causar fluctuaciones de presión más grandes en el tanque. En este estudio, con el objetivo de amortiguar el movimiento sin una placa de baffle, prestamos atención a la característica de que el oxígeno líquido es paramagnético e investigamos numéricamente el efecto de amortiguamiento de un campo magnético cuando ocurre el movimiento del oxígeno líquido. Se asumió un flujo bifásico de gas-líquido incomprensible de oxígeno gaseoso y oxígeno líquido en un tanque esférico de naves espaciales con un diámetro de 1 m en un campo no gravitacional, y se asumió que se imponía una fuerza de impacto triangular como fuerza de excitación. Además, se colocó una bobina circular eléctrica fuera del tanque esférico para generar un campo magnético estático. Por simplicidad, no se tuvo en cuenta el efecto del calor. Como resultado de los cálculos, el movimiento se amortiguó hasta cierto punto cuando la densidad de flujo magnético en el centro de la bobina era de 1.0 T, y se obtuvo un efecto de amortiguamiento suficiente al establecerlo en 3.0 T. De hecho, se anticipa que menos de 3.0 T es suficiente si la bobina se coloca en la superficie del tanque. Esto puede contribuir a amortiguar el movimiento del centro de gravedad de una nave espacial y prevenir la mezcla del gas de ullage en las tuberías.