Modelado de la Tasa de Regresión del Polietileno de Alta Densidad en la Simulación de Campos de Flujo de Cohetes Híbridos
Autores: Bianchi, Daniele; Leccese, Giuseppe; Nasuti, Francesco; Onofri, Marcello; Carmicino, Carmine
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Modelado de la Tasa de Regresión del Polietileno de Alta Densidad en la Simulación de Campos de Flujo de Cohetes Híbridos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Análisis numérico
Cohete híbrido
Balística interna
Modelado de pirólisis de combustible
Código de radiación
Tasa de regresión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
El análisis numérico de la balística interna de cohetes híbridos se lleva a cabo con un solucionador de Navier-Stokes promediado por Reynolds integrado con una condición de contorno de interacción gas-superficie personalizada y acoplado con un código de radiación basado en el método de transferencia discreta. La condición de contorno de la pared del grano de combustible se basa en ecuaciones de conservación de especies, masa y energía acopladas con el intercambio de radiación térmica y cinética de tasa finita para el modelado de la pirólisis del combustible. La pirólisis del combustible está gobernada por el flujo de calor convectivo y radiativo que llega a la superficie y por la energía requerida para que el grano del propulsor se caliente y se pirólise. Aquí se centra la atención en un conjunto de disparos estáticos realizados con un motor GOX/HDPE a escala de laboratorio que trabaja a flujos de masa de oxidante relativamente bajos. Se llevó a cabo un análisis de sensibilidad sobre los modelos de pirólisis de la literatura para HDPE, para evaluar el posible papel de la incertidumbre de dichos modelos en la predicción real de la tasa de regresión. Se obtuvo un acuerdo razonable entre la tasa de regresión promedio medida y calculada y la presión de la cámara, con una mejora notable respecto a las soluciones que no incluyen el intercambio de energía radiativa.
Descripción
El análisis numérico de la balística interna de cohetes híbridos se lleva a cabo con un solucionador de Navier-Stokes promediado por Reynolds integrado con una condición de contorno de interacción gas-superficie personalizada y acoplado con un código de radiación basado en el método de transferencia discreta. La condición de contorno de la pared del grano de combustible se basa en ecuaciones de conservación de especies, masa y energía acopladas con el intercambio de radiación térmica y cinética de tasa finita para el modelado de la pirólisis del combustible. La pirólisis del combustible está gobernada por el flujo de calor convectivo y radiativo que llega a la superficie y por la energía requerida para que el grano del propulsor se caliente y se pirólise. Aquí se centra la atención en un conjunto de disparos estáticos realizados con un motor GOX/HDPE a escala de laboratorio que trabaja a flujos de masa de oxidante relativamente bajos. Se llevó a cabo un análisis de sensibilidad sobre los modelos de pirólisis de la literatura para HDPE, para evaluar el posible papel de la incertidumbre de dichos modelos en la predicción real de la tasa de regresión. Se obtuvo un acuerdo razonable entre la tasa de regresión promedio medida y calculada y la presión de la cámara, con una mejora notable respecto a las soluciones que no incluyen el intercambio de energía radiativa.