Influencia de la Distribución de la Tasa de Flujo en la Inestabilidad de Combustión del Propulsor Hipergólico
Autores: Gao, Yushan; Zhang, Bingbing; Cheng, Jinbo; Li, Jingxuan; Fu, Qingfei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Influencia de la Distribución de la Tasa de Flujo en la Inestabilidad de Combustión del Propulsor Hipergólico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Inestabilidad de combustión
Motores de cohetes líquidos
Predicción
Supresión
Turbulencia
Distribución de la tasa de flujo
Licencia
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Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
La inestabilidad de la combustión es la mayor amenaza para la fiabilidad de los motores de cohetes líquidos, cuya predicción y supresión son de gran importancia para las aplicaciones de ingeniería. Para predecir la estabilidad de una cámara de combustión con un propelente hipergólico, este trabajo utilizó el método de desacoplar la combustión no estacionaria y el sistema acústico. La turbulencia se describe mediante la técnica de Navier-Stokes promediada por Reynolds, y la interacción de la turbulencia y la química se describe mediante el modelo de disolución de remolinos. Al extraer la función de transferencia de la llama del campo de combustión, se obtuvieron los valores propios de cada modo acústico al resolver la ecuación de Helmholtz, prediciendo así la estabilidad de la combustión para la cámara de combustión. A través de las predicciones de la inestabilidad de la cámara de combustión con diferentes distribuciones de caudal, se encontró que el aumento de la amplitud del caudal de entrada mejorará la estabilidad o inestabilidad de la combustión. La estabilidad de la combustión de la cámara se optimizó cuando la distribución del caudal para el oxidante se estableció más uniforme en la dirección radial. No se recomienda la heterogeneidad de la distribución del caudal en la dirección circunferencial, considerando que una distribución homogénea del caudal en la dirección circunferencial es beneficiosa para la estabilidad de la combustión de la cámara.
Descripción
La inestabilidad de la combustión es la mayor amenaza para la fiabilidad de los motores de cohetes líquidos, cuya predicción y supresión son de gran importancia para las aplicaciones de ingeniería. Para predecir la estabilidad de una cámara de combustión con un propelente hipergólico, este trabajo utilizó el método de desacoplar la combustión no estacionaria y el sistema acústico. La turbulencia se describe mediante la técnica de Navier-Stokes promediada por Reynolds, y la interacción de la turbulencia y la química se describe mediante el modelo de disolución de remolinos. Al extraer la función de transferencia de la llama del campo de combustión, se obtuvieron los valores propios de cada modo acústico al resolver la ecuación de Helmholtz, prediciendo así la estabilidad de la combustión para la cámara de combustión. A través de las predicciones de la inestabilidad de la cámara de combustión con diferentes distribuciones de caudal, se encontró que el aumento de la amplitud del caudal de entrada mejorará la estabilidad o inestabilidad de la combustión. La estabilidad de la combustión de la cámara se optimizó cuando la distribución del caudal para el oxidante se estableció más uniforme en la dirección radial. No se recomienda la heterogeneidad de la distribución del caudal en la dirección circunferencial, considerando que una distribución homogénea del caudal en la dirección circunferencial es beneficiosa para la estabilidad de la combustión de la cámara.