Un modelo de tasa de flujo másico de dos fases para óxido nitroso basado en la fracción de vacío
Autores: La Luna, Simone; Foletti, Nicola; Magni, Luca; Zuin, Davide; Maggi, Filippo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un modelo de tasa de flujo másico de dos fases para óxido nitroso basado en la fracción de vacío
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Campo
Propulsión espacial
Tecnología auto-presurizada
Rendimiento del sistema
Modelado
Fluidos
Fenómenos térmicos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
En el campo de la propulsión espacial, la tecnología de auto-presurización es un ejemplo de innovación capaz de mejorar el rendimiento de los sistemas a través de la reducción de volúmenes y otras optimizaciones. Las aplicaciones potenciales son amplias y no se limitan al panorama de la propulsión: desde maniobras en órbita hasta servicios en órbita, desde el reabastecimiento de satélites al final de su vida útil hasta la explotación de recursos in situ para misiones dirigidas a objetos remotos del sistema solar. Sin embargo, se han reportado importantes inconvenientes para estos sistemas: la modelización de fluidos y fenómenos térmicos es compleja, lo que impide predicciones precisas del rendimiento. Como resultado, hasta ahora no se ha desarrollado un modelo integral y preciso capaz de describir la dinámica de un tanque de propulsante auto-presurizante. En este contexto, este artículo propone un modelo de tasa de flujo másico de dos fases basado en la fracción de vacío. Se ha seleccionado el NO debido a su uso como propulsante verde y auto-presurizado para aplicaciones propulsivas en el espacio. El objetivo de este artículo es describir los modelos actuales de tasa de flujo másico presentes en la literatura para este fluido y comparar el nuevo modelo con el propuesto por Dyer. También se ofrece una validación del modelo y se menciona una campaña de pruebas. Finalmente, se muestran y discuten resultados preliminares: los resultados se comparan con los obtenidos a través del modelo de Dyer, con el fin de obtener una comparación integral entre los dos marcos de simulación. Se añaden comentarios sobre los resultados, mostrando las mejoras así como las limitaciones del marco propuesto.
Descripción
En el campo de la propulsión espacial, la tecnología de auto-presurización es un ejemplo de innovación capaz de mejorar el rendimiento de los sistemas a través de la reducción de volúmenes y otras optimizaciones. Las aplicaciones potenciales son amplias y no se limitan al panorama de la propulsión: desde maniobras en órbita hasta servicios en órbita, desde el reabastecimiento de satélites al final de su vida útil hasta la explotación de recursos in situ para misiones dirigidas a objetos remotos del sistema solar. Sin embargo, se han reportado importantes inconvenientes para estos sistemas: la modelización de fluidos y fenómenos térmicos es compleja, lo que impide predicciones precisas del rendimiento. Como resultado, hasta ahora no se ha desarrollado un modelo integral y preciso capaz de describir la dinámica de un tanque de propulsante auto-presurizante. En este contexto, este artículo propone un modelo de tasa de flujo másico de dos fases basado en la fracción de vacío. Se ha seleccionado el NO debido a su uso como propulsante verde y auto-presurizado para aplicaciones propulsivas en el espacio. El objetivo de este artículo es describir los modelos actuales de tasa de flujo másico presentes en la literatura para este fluido y comparar el nuevo modelo con el propuesto por Dyer. También se ofrece una validación del modelo y se menciona una campaña de pruebas. Finalmente, se muestran y discuten resultados preliminares: los resultados se comparan con los obtenidos a través del modelo de Dyer, con el fin de obtener una comparación integral entre los dos marcos de simulación. Se añaden comentarios sobre los resultados, mostrando las mejoras así como las limitaciones del marco propuesto.