مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل عددی جریان در استوانه‌ی شبیه‌سازِ محفظه احتراقِ گردابه‌ای موتورهای سوخت مایع و تست تجربیِ‌ آن

نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
2 دانشگاه صنعتی مالک اشتر
چکیده
محفظه احتراق گردابه‌ای نسل جدید محفظه‌ی موتورهای سوخت مایع می‌باشد که در آن با چیدمان متفاوت انژکتورها، یک جریان گردابه‌ای درون محفظه احتراق ایجاد می‌کنند. این گردابه کمک زیادی به خنک‌کاری و افزایش میزان اختلاط مولفه‌های پیشرانه در محفظه احتراق می‌کند و می‌توان در یک محفظه با حجم کوچک، یک احتراق کامل ایجاد نمود. در پژوهش حاضر برای بررسی تاثیر پارامترهای مختلف ـ از جمله افت فشار، تعداد و زاویه ورودی انژکتورها، قطر محفظه و ضخامت پله‌ی تکیه‌گاهی ـ بر عملکرد این نوع محفظه‌ها، یک محفظه گردابه‌ای برای انجام تست‌های سرد با سیال عامل آب طراحی و ساخته شده است. محفظه ساخته شده، قابلیت‌های زیادی دارد؛ از جمله سهولت تعویض، تغییر افت فشار و تغییر زاویه‌ی ورودی انژکتورها و بررسی ضخامت‌های مختلف پله‌ی تکیه‌گاهی جهت ایجاد جریان گردابه‌ای. با توجه به اینکه بررسی کلیه‌ی پارامترها به صورت تجربی هزینه‌بر می‌باشد، تست سرد برای چند نمونه انجام و شبیه‌سازی و اعتبارسنجی در آن صورت گرفته است. نتایج شبیه‌سازی و عملکرد محفظه در تست‌ها تطابق خوبی دارند و می‌توان با اطمینان از مدل شبیه‌سازی، برای بررسی فرآیندها و پارامترهای دیگر محفظه استفاده کرد. با انجام این تست‌ها می‌توان در جهت طراحی، ساخت و تست محفظه احتراق گردابه‌ای اصلی قدم برداشت.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Numerical analysis of the flow in vortex combustion chamber simulator cylinder of liquid propellant engines and its experimental test

نویسندگان English

Esmaeil Valizadeh 1
Mohammad Mahdi Heydari 2
Seyed Mojtaba Mousavi Naeenian 1
Hamidraza Saadati 2
1 KNTU University of Technology
2 Malek Ashtar University
چکیده English

Vortex combustion chamber is the new generation of liquid propellant engines chamber, where with the help of different arrangement of injectors, an inner combustion chamber vortex flow is created. This vortex can extremely help cooling and increasing the amount of propellant components mixing in the combustion chamber so it makes it possible to create a complete combustion in a low- capacity chamber. In this research, a vortex chamber has been designed and manufactured for carrying out cold tests with water as its working fluid, in order to study impact of different parameters, including pressure drop, injector quantity and input angle, chamber diameter and the thickness of the supporting step, on the performance of this type of chambers. The designed chamber, has a great deal of capabilities such as replacement ease, change in pressure drop and injectors’ input angle and studying different supporting step’s thickness to create vortex flow. Since practical investigation of all parameters is not cost-effective, cold test has been conducted for some samples and both simulation and validation have been done for it. The simulation results and chamber performance in the tests could match very well; therefore as a result of simulation assurance, the processes and other parameters in the chamber could be studied. By doing these tests we can move toward design, manufacture and test of the main vortex combustion chamber.

کلیدواژه‌ها English

Vortex combustion chamber
injector
vortex flow
cold test