Modelado de criopumps para el uso en propulsión eléctrica espacial
Autores: Neumann, Andreas; Brchnelova, Michaela
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Modelado de criopumps para el uso en propulsión eléctrica espacial
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Propulsión eléctrica
Propulsión espacial
Criopumpa
Optimización
Modelo
Pruebas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
La propulsión eléctrica en el espacio es una tecnología que se utiliza en un número cada vez mayor de naves espaciales. La calificación de estos sistemas de propulsión debe realizarse en instalaciones de prueba en tierra, lo que requiere largos tiempos de prueba y potentes sistemas de bombeo. En estas instalaciones de prueba, que suelen ser grandes, se logran altas velocidades de bombeo con criopumps. El funcionamiento de los criopumps es muy costoso en términos de consumo de energía eléctrica y agua de refrigeración. Por lo tanto, poder optimizar la forma de la bomba, el material de la placa fría y la ubicación de la bomba en una cámara es beneficioso. El diseño de la bomba y las estrategias de operación ajustadas pueden reducir costos y aumentar los intervalos entre regeneraciones. Probar diferentes configuraciones de bombas en una gran instalación es en su mayoría prohibitivo debido a los altos costos y largos tiempos de prueba. La optimización a través de la modelización es una mejor opción para el diseño y, además, más adelante, para la operación. Por lo tanto, tener un modelo numérico y pautas probadas a mano para la optimización es muy útil. Este documento describe un nuevo modelo desarrollado en DLR para la optimización del diseño y operación de criopumps. Los resultados del modelo se comparan con datos operativos y de calentamiento de criopumps. Esta validación es la base para futuras acciones de optimización, como diseños de aislamiento de múltiples capas y mejoras en las placas frías de las bombas, y ayuda a comprender y mitigar el efecto perjudicial de los condensados de agua en las placas frías de los criopumps.
Descripción
La propulsión eléctrica en el espacio es una tecnología que se utiliza en un número cada vez mayor de naves espaciales. La calificación de estos sistemas de propulsión debe realizarse en instalaciones de prueba en tierra, lo que requiere largos tiempos de prueba y potentes sistemas de bombeo. En estas instalaciones de prueba, que suelen ser grandes, se logran altas velocidades de bombeo con criopumps. El funcionamiento de los criopumps es muy costoso en términos de consumo de energía eléctrica y agua de refrigeración. Por lo tanto, poder optimizar la forma de la bomba, el material de la placa fría y la ubicación de la bomba en una cámara es beneficioso. El diseño de la bomba y las estrategias de operación ajustadas pueden reducir costos y aumentar los intervalos entre regeneraciones. Probar diferentes configuraciones de bombas en una gran instalación es en su mayoría prohibitivo debido a los altos costos y largos tiempos de prueba. La optimización a través de la modelización es una mejor opción para el diseño y, además, más adelante, para la operación. Por lo tanto, tener un modelo numérico y pautas probadas a mano para la optimización es muy útil. Este documento describe un nuevo modelo desarrollado en DLR para la optimización del diseño y operación de criopumps. Los resultados del modelo se comparan con datos operativos y de calentamiento de criopumps. Esta validación es la base para futuras acciones de optimización, como diseños de aislamiento de múltiples capas y mejoras en las placas frías de las bombas, y ayuda a comprender y mitigar el efecto perjudicial de los condensados de agua en las placas frías de los criopumps.