Efecto de los Materiales Estructurales en el Rendimiento de Propulsión de los Motores de Monopropelente a Escala Micro
Autores: Huh, Jeongmoo; Park, Ki Sun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Efecto de los Materiales Estructurales en el Rendimiento de Propulsión de los Motores de Monopropelente a Escala Micro
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Efecto
Materiales estructurales
Pérdida de calor
Rendimiento de propulsión
Degradación
Microescala
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Este documento informa sobre el efecto de los materiales estructurales en la degradación del rendimiento de propulsión asociada a la pérdida de calor en propulsores monopropelentes a microescala. Para abordar el efecto de los materiales de fabricación en la pérdida de calor, las características del flujo del propulsor y el rendimiento de propulsión, se ha realizado un estudio numérico de transferencia de calor conjugada considerando varios candidatos de sustrato prácticos para micropropulsores. Los resultados se analizaron con respecto a la difusividad térmica de los materiales, lo que reveló diferentes características de rendimiento de propulsión y características del flujo interno de la boquilla debido a las distintas cantidades de pérdida de calor, dependiendo de los materiales de microfabricación utilizados y las entalpías del propulsor. Sin embargo, independientemente de las entalpías del propulsor, hubo una degradación dramática en la cantidad de empuje producido con respecto a la difusividad térmica, particularmente en el rango de baja difusividad térmica. El vidrio, entre los tipos de materiales compatibles con los procesos de fabricación en relación con los micropropulsores, mostró una degradación del 4% en el rendimiento de empuje para el micropropulsor de 50 mN considerado, con la menor degradación, mientras que el cobre, con una degradación del 7%, mostró la mayor cantidad de degradación entre los materiales considerados. Con la variación de la presión de la cámara y el número de Mach en la salida de la boquilla dependiendo de los materiales estructurales, los resultados también indicaron la necesidad de considerar la pérdida de calor en el proceso de diseño de un micropropulsor.
Descripción
Este documento informa sobre el efecto de los materiales estructurales en la degradación del rendimiento de propulsión asociada a la pérdida de calor en propulsores monopropelentes a microescala. Para abordar el efecto de los materiales de fabricación en la pérdida de calor, las características del flujo del propulsor y el rendimiento de propulsión, se ha realizado un estudio numérico de transferencia de calor conjugada considerando varios candidatos de sustrato prácticos para micropropulsores. Los resultados se analizaron con respecto a la difusividad térmica de los materiales, lo que reveló diferentes características de rendimiento de propulsión y características del flujo interno de la boquilla debido a las distintas cantidades de pérdida de calor, dependiendo de los materiales de microfabricación utilizados y las entalpías del propulsor. Sin embargo, independientemente de las entalpías del propulsor, hubo una degradación dramática en la cantidad de empuje producido con respecto a la difusividad térmica, particularmente en el rango de baja difusividad térmica. El vidrio, entre los tipos de materiales compatibles con los procesos de fabricación en relación con los micropropulsores, mostró una degradación del 4% en el rendimiento de empuje para el micropropulsor de 50 mN considerado, con la menor degradación, mientras que el cobre, con una degradación del 7%, mostró la mayor cantidad de degradación entre los materiales considerados. Con la variación de la presión de la cámara y el número de Mach en la salida de la boquilla dependiendo de los materiales estructurales, los resultados también indicaron la necesidad de considerar la pérdida de calor en el proceso de diseño de un micropropulsor.