مد لسازی فرآیندهای جاری در مخازن پیشران یک موشک سوخت مایع به هنگام فشار گذاری مخازن

در کلیه موشک های سوخت مایع با سیستم تغذیه توربوپمپی، به منظور عملکرد بهینه پمپ ها و جلوگیری از وقوع کاویتاسیون بر روی پره های پمپ، همچنین تقویت استحکام سازه مخازن به هنگام وارد آمدن تنش های ناشی از شتاب موشک، پیشران درون مخزن تحت فشار قرار داده می شود. فشارگذاری مخازن عموماً از طریق تزریق گاز به بالشتک گازی (Ullage) مخازن انجام می شود. مدل سازی دقیق فشارگذاری مخازن از جمله اولین گام هایی است که در تخمین عملکرد و بهینه سازی موشک ها برداشته می شود. پژوهش حاضر با هدف تهیه نرم افزاری جهت مد لسازی فرآیندهای انتقال حرارت و انتقال جرم جاری، در مخازن پیشران در حال تخلیه و بررسی خواص ترمودینامیکی بالشتک گازی، در قالب ارائه یک مدل تحلیلی انجام شده است. آنچه در این مقاله ارائه می گردد یک مدل ترمودینامیکی است که در آن تبادلات بین فازها، به صورت شبه تعادلی در نظر گرفته شده و برای مد ل سازی فرآیندهای جاری در مخازن پیشران قابل استفاده می باشد. بالشتک گازی در این مدل به صورت مخلوطی از گازهای واقعی در نظر گرفته می شود. اعمال قانون اول ترمودینامیک به هریک از نواحی بالشتک گازی و یا پیشران مایع، منجر به تشکیل معادلات دیفرانسیل مقدار اولیه ای می گردد که به صورت صریح حل می گردند. بررسی نتایج حاصله، نشان از تطابق مناسب آنها با نتایج تجربی دارد.

کلیدواژه ها:

مد لسازی ، سیستم فشارگذاری ، مخزن پیشران ، انتقال حرارت ، انتقال جرم