بررسی تبخیر اکسید کننده پاشش شده از انژکتور فشاری – پیچشی در محفظه احتراق در شرایط فشار پایین

در این مطالعه، تبخیر اکسیدکننده مایع در مرحله شروع به کار در محفظه احتراق یک رانشگر فضایی به­ صورت عددی با نرم­افزار فلوئنت بررسی می ­شود. در مرحله استارت رانشگر، ابتدا بخشی از اکسیدکننده، که بر اثر تجزیه به­ صورت گازی درآمده است، وارد محفظه شده و باعث افزایش فشار آن می ­شود (در این مطالعه تا ۲/۰ بار). اکنون امکان این وجود دارد که اکسیدکننده پاشش­شده به­ صورت مایع خارج شود و می­توان تبخیر قطرات مایع را در این فشار بررسی کرد. در رانشگر مورد بررسی نرخ پاشش سوخت ۳ گرم بر ثانیه و انژکتور مورد استفاده از نوع فشاری-پیچشی است. بررسی عددی در این پژوهش مبتنی­بر ساختار اویلر-لاگرانژ برپایه روش ذره گسسته است که برهمکنش میان فازهای گاز و مایع را به­ طور همزمان توسط معادلات اساسی ناویر-استوکس مورد مطالعه قرار می­ دهد. نتایج حاصل از صحه­ گذاری روش عددی، قابلیت این روش در تخمین کمی و کیفی پارامترهای متاثر از تبخیر آنی همانند فشار، دما و فوق داغی در قطرات اسپری را مورد تایید قرار می ­دهد. هر چند نقش تبخیر آنی در تغییر دما و فشار قطرات به­ عنوان فاز گسسته و نیز گاز محیطی به ­عنوان فاز پیوسته مشهود است، ولی همزمان با آن می­توان میل این دو فاز به شرایط پایدار و ایجاد حالت پایا را مشاهده کرد. بررسی این موضوع حاکی از زمانی در حدود ۲۰ میلی ­ثانیه است که تعادلی دمایی در حد ۲۶۴ کلوین در هر دو فاز و فشاری ثابت در حد ۷ کیلوپاسکال را در محفظه ایجاد می­ کند.

کلیدواژه ها:

تبخیر آنی ، رانشگر فضایی ، محفظه احتراق ، اکسنده مایع ، انژکتور فشاری-پیچشی