شبیه سازی تاثیر نانوذره ها بر بهبود خنک کاری بازیافتی در موتور پیشرانه مایع

وجود دمای بالای به دست آمده از احتراق نیازمند روش ­های موثر خنک ­کاری در محفظه احتراق می­باشد. اغلب محفظه ­ها در موتورهای پیشرانه مایع، دارای خنک­ کاری از نوع  بازیافتی هستند. یک روش جدید برای بهبود عملکرد انتقال گرما در فرایند خنک ­کاری بازیافتی، افزودن نانوذره ها به سیال خنک ­کننده است. در این تحقیق، خنک­ کاری بازیافتی در یک موتور پیشرانه مایع با فلوئنت به صورت عددی شبیه ­سازی شده است. این موتور برای کار بر روی مخلوط کروسین به­ عنوان سوخت و اکسیژن مایع به عنوان اکسید­ کننده با تراست ۳۰۰ کیلو نیوتن طراحی شده است. در ادامه از نانوذره های آلومینا و نانولوله کربنی (CNT) در کسر حجمی­ های ۲% و ۵% برای افزودن به کروسین برای تولید نانوسیال استفاده شده است. در این مسئله جریان سیال در کانال خنک ­کننده سه بعدی، پایا و آشفته فرض شده است و همچنین از مدل آشفتگی k-ε برای جریان آشفته استفاده شده، و نانوسیال نیز به صورت تک ­فاز مدل ­سازی شده­ است. افزودن نانوذره های آلومینا و نانولوله کربنی در کروسین به عنوان سیال خنک ­کننده به ترتیب باعث افزایش ۸% و ۱۵% در ضریب انتقال گرما سیال خنک ­کننده شده است. با توجه به نتیجه ها، نانولوله­ های کربنی از توانایی بالاتری برای افزایش ضریب انتقال گرما و بهبود خنک ­کاری بازیافتی نسبت به نانوذره آلومینا برخوردار هستند.

کلیدواژه ها:

موتور موشک پیشرانه مایع ، خنک کاری بازیافتی ، نانوسیال ها ، نانولوله کربنی ، آلومینا