Modelado Termo-Estructural Basado en FEA de Tanques de Almacenamiento Criogénico en Sistemas de Propulsión Líquida
Autores: Orozco, Salvador; Zamora, Cynthia L. Ramirez; Hossain, Md Amzad; Choudhuri, Ahsan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Modelado Termo-Estructural Basado en FEA de Tanques de Almacenamiento Criogénico en Sistemas de Propulsión Líquida
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Investigación
Análisis termo-estructural
Tanques de propulsante
Nitrógeno líquido
Oxígeno líquido
Metano líquido
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
Esta investigación presenta el análisis termo-estructural integral de los tanques de propulsante utilizados en el sistema de propulsión CROME, centrado en examinar los efectos estructurales causados por el almacenamiento de nitrógeno líquido, oxígeno líquido y metano líquido. Estos fluidos operan a temperaturas extremadamente bajas y generan grandes gradientes de tensión térmica en los tanques, influyendo significativamente en sus propiedades estructurales. Por esta razón, es de vital importancia inspeccionar la generación de tensiones mecánicas y térmicas en los tanques para evaluar el riesgo de fallo estructural. Para llevar a cabo este esfuerzo, este análisis evalúa los tanques que contienen nitrógeno líquido, oxígeno líquido y metano líquido a presiones de 200.0 psi y 400.0 psi. Se realizó un análisis de elementos finitos acoplado en Star-CCM+ para calcular las tensiones de Von Mises resultantes bajo condiciones de estado estacionario. Estos resultados de tensión se utilizaron para determinar el factor de seguridad en cada caso, lo que permite una evaluación cuantitativa de la integridad estructural en los tanques mientras operan con fluidos criogénicos bajo diferentes cargas de presión.
Descripción
Esta investigación presenta el análisis termo-estructural integral de los tanques de propulsante utilizados en el sistema de propulsión CROME, centrado en examinar los efectos estructurales causados por el almacenamiento de nitrógeno líquido, oxígeno líquido y metano líquido. Estos fluidos operan a temperaturas extremadamente bajas y generan grandes gradientes de tensión térmica en los tanques, influyendo significativamente en sus propiedades estructurales. Por esta razón, es de vital importancia inspeccionar la generación de tensiones mecánicas y térmicas en los tanques para evaluar el riesgo de fallo estructural. Para llevar a cabo este esfuerzo, este análisis evalúa los tanques que contienen nitrógeno líquido, oxígeno líquido y metano líquido a presiones de 200.0 psi y 400.0 psi. Se realizó un análisis de elementos finitos acoplado en Star-CCM+ para calcular las tensiones de Von Mises resultantes bajo condiciones de estado estacionario. Estos resultados de tensión se utilizaron para determinar el factor de seguridad en cada caso, lo que permite una evaluación cuantitativa de la integridad estructural en los tanques mientras operan con fluidos criogénicos bajo diferentes cargas de presión.