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Comportamiento Térmico de la Chaqueta de Enfriamiento Perteneciente a un Demostrador de Motor de Cohete de Oxígeno Líquido/Metano Líquido en la Caja de Operación

Autores: Ricci, Daniele; Battista, Francesco; Fragiacomo, Manrico; French, Ainslie Duncan

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Comportamiento Térmico de la Chaqueta de Enfriamiento Perteneciente a un Demostrador de Motor de Cohete de Oxígeno Líquido/Metano Líquido en la Caja de Operación


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Motores de cohetes líquidos
Chaquetas de refrigeración
Motores criogénicos
Estrategia regenerativa
Coeficientes de transferencia de calor
Simulaciones numéricas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 16

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Las chaquetas de refrigeración de los motores de cohetes líquidos están compuestas por pasajes estrechos que rodean las cámaras de empuje y aseguran el funcionamiento fiable del motor. También pueden encontrarse condiciones críticas, ya que las chaquetas de refrigeración de los motores criogénicos, como los que utilizan propelentes LO/LCH, se basan en una estrategia regenerativa, donde el combustible se utiliza como refrigerante. En consecuencia, se presentan modos de deterioro cerca de donde se alcanzan condiciones pseudocríticas o coeficientes de transferencia de calor bajos donde el combustible se convierte en vapor y, por lo tanto, debe ser gestionado. La verificación del comportamiento de la chaqueta de refrigeración para consolidar las soluciones de diseño en todos los puntos extremos de la caja de operación representa una fase muy importante. El presente documento discute la caracterización completa de la primera unidad del demostrador final del HYPROB (Programa de Banco de Pruebas de Propulsión de Hidrocarburos), (DEMO-0A), considerando los puntos de trabajo dentro de los límites de la caja de operación y se dan comparaciones con las condiciones nominales. De esta manera, se logra una comprensión completa del comportamiento del sistema de refrigeración, que afecta el funcionamiento de toda la cámara de empuje. Además, se ha confirmado la estrategia de diseño y las elecciones, ya que las verificaciones también incluyen condiciones potencialmente aún más extremas con respecto a las nominales. La investigación se ha realizado numéricamente y ha respaldado los análisis termo-estructurales realizados antes de la campaña de disparo final, completada en diciembre de 2022. Dado que hay poca información disponible en la literatura sobre motores LO/LCH, se ofrecen sugerencias sobre la organización de las simulaciones numéricas, que respaldan el diseño de tales sistemas de refrigeración de motores de cohetes.

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