تعداد نشریات | 38 |
تعداد شمارهها | 1,240 |
تعداد مقالات | 8,994 |
تعداد مشاهده مقاله | 7,844,891 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 4,706,542 |
بررسی تأثیر زبری سطوح بر عملکرد خنککاری بازیابی در موتور سوخت مایع | ||
مکانیک هوافضا | ||
مقاله 8، دوره 16، شماره 3 - شماره پیاپی 61، آبان 1399، صفحه 99-105 اصل مقاله (338.5 K) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
نویسندگان | ||
غلامرضا فغانی* 1؛ محمدعلی رنجبر2 | ||
1مربی، دانشکده مکانیک، دانشگاه پدافند هوایی خاتم الانبیاء(ص) و دانشجوی دکتری مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل | ||
2دانشکده مکانیک، دانشگاه پدافند هوایی خاتم الانبیاء(ص) | ||
تاریخ دریافت: 03 مهر 1396، تاریخ پذیرش: 16 دی 1397 | ||
چکیده | ||
از میان روشهای موجود برای خنککاری محفظهی احتراق موتور سوخت مایع، روش خنککاری بازیابی بهدلیل راندمان و کارایی بالا، بیشتر مورد استفاده قرار میگیرد. در این مقاله، یک محفظهی احتراق سوخت مایع با خنککاری بازیابی بهروش عددی و بهصورت تقارن محوری شبیهسازی شده و تأثیر افزایش زبری سطوح کانال خنککننده، بر عملکرد خنککاری بازیابی مورد بررسی قرار گرفته است، نتایج نشان میدهد که با افزایش ارتفاع زبری سطح تا 24 میکرون در دیوارهی کانال خنککننده، بیشینه دمای دیوارهی نازل که در قسمت گلوگاه رخ میدهد، کاهش چشمگیری یافته و میزان حرارت منتقلشده از گازهای حاصل از احتراق به سیال خنککننده افزایش مییابد. میزان کاهش دما در گلوگاه زمانی که از آب به عنوان سیال خنککننده استفاده شود 9.9 درصد و زمانی که از هیدروژن مایع به عنوان سیال خنککننده استفاده شود حدود 32 درصد میباشد. همچنین در محدودهی ارتفاع زبری 0 تا 24 میکرون، با افزایش بیشتر ارتفاع زبری سطح، بیشینه دمای دیوارهی نازل کمتر میشود. | ||
کلیدواژهها | ||
خنککاری بازیابی؛ موتور سوخت مایع؛ ارتفاع زبری | ||
عنوان مقاله [English] | ||
Study on the influence of surface roughness on the performance of regenerative cooling in liquid propellant engine | ||
نویسندگان [English] | ||
gholamreza foghani1؛ | ||
1mor | ||
چکیده [English] | ||
Among the available coolingmethods in the combustion chamber of liquid propellant engine, regenerative cooling is widely used due to its good performance used. In this paper, a combustion chamber of liquid propellant engine is simulated numerically and effect of increasing cooling channel surface roughness on cooling performance is studied. The results showed that maximum temperature of combustion chamber wall is in the throat and by increasing surface roughness in cooling channel, the temperature in throat decrease and the heat transfer from the combustion gases to the cooling fluid increases. The temperature drop in the throat is and when water and liquid hydrogen is used as cooling fluid respectively. Also in the roughness height between and by increasing the surface roughness, temperature drop in throat increase. | ||
کلیدواژهها [English] | ||
Regenerative cooling, Liquid propellant engine, roughness height | ||
مراجع | ||
1. Locke, J.M. and D.B. Landrum, “Study of heat transfer correlations for supercritical hydrogen in regenerative cooling channels”, Journal of Propulsion and Power, Vol. 24, No.1, pp. 94-103, 2008.## 2. Marchi, C.H., et al., “Numerical solutions of flows in rocket engines with regenerative cooling”, Numerical Heat Transfer, Part A: Applications, Vol. 45, No. 7, pp. 699-717, 2004.## 3. Naraghi, M., S. Dunn, and D. Coats. “A Model for Design and Analysis of Regeneratively Cooled Rocket Engines”, 40th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit, 2004.## 4. Wang, Q., et al., “Numerical simulation and optimization on heat transfer and fluid flow in cooling channel of liquid rocket engine thrust chamber”, Engineering computations, Vol. 23, No. 8, pp. 907-921, 2006.## 5. Arnold, R., D.I. Suslov, and O.J. Haidn, “Film cooling in a high-pressure subscale combustion chamber”, Journal of propulsion and power, Vol. 26, No. 3, pp. 428-438, 2010.## 6. Suslov, D., R. Arnold, and O. Haidn. “Investigation of Film Cooling Efficiency in a High Pressure Subscale LOX/H2 Combustion Chamber”, 47th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit, 2011.## 7. Drexhage, M. and B. Matthews. “Radiation Cooled Bipropellant Control Rocket Engines and Their Application in Space and Reentry Vehicles”, in 1st Annual Meeting, 1964.## 8. Hammad, K. and M. Naraghi. “Radiative heat transfer in rocket thrust chambers and nozzles”, in 24th Thermophysics Conference, 1989.## 9. Sutton, G.P., “History of liquid propellant rocket engines in the United States”, Journal of Propulsion and Power, Vol. 19, No. 6, pp. 978-1007, 2003.## 10.Huzel, D.K., “Modern engineering for design of liquid-propellant rocket engines”, Vol. 147, AiAA, 1992.## 11.Kim, S.K., et al., “Effective Modeling of Conjugate Heat Transfer and Hydraulics for the Regenerative Cooling Design of Kerosene Rocket Engines”, Numerical Heat Transfer, Part A: Applications, Vol. 66, No.8, pp. 863-883, 2014.## 12.Song, J. and B. Sun, “Coupled numerical simulation of combustion and regenerative cooling in LOX/Methane rocket engines”, Applied Thermal Engineering, Vol. 106, No. 8, pp. 762-773, 2016.## 13.Pizzarelli, M., et al., “Heat transfer modeling for supercritical methane flowing in rocket engine cooling channels”, Applied Thermal Engineering, Vol. 75, No. 8, pp. 600-607, 2015.## 14.Carlile, J.A. and R.J. Quentmeyer, “An experimental investigation of high-aspect-ratio cooling passages”, 1992.## 15.Wadel, M.F., “Comparison of high aspect ratio cooling channel designs for a rocket combustion chamber with development of an optimized design”, 1998.## 16. Wadel, M.F. and M.L. Meyer, “Validation of High-Aspect-Ratio Cooling in a 89kN (20,000 lbf) Thrust Combustion Chamber”, AIAA Paper, pp.2584, 1996.## 17.Webb, R. and G. Robertson, “Shell-Side Evaporators and Condensers Used in the Refrigeration Industry”, Chapter in Book, Heat Transfer Equipment Design. Books, pp. 559-570, 1988.## 18.Webb, R.L., “Advances in shell side boiling of refrigerants”, VKI Industrial Heat Exchangers, 1991.## 19.Han, J., “Heat transfer and friction in channels with two opposite rib-roughened walls”, ASME J. Heat Transfer, Vol. 106, No. 4, pp. 774-781, 1984.## 20.Han, J., “Heat transfer and friction characteristics in rectangular channels with rib tabulators”, Journal of Heat transfer, Vol. 110, pp. 321-328, 1988.## 21.Metzger, D., C. Fan, and J. Pennington. “Heat transfer and flow friction characteristics of very rough transverse ribbed surfaces with and without pin fins”, ASME/JSME Thermal Engineering Joint Conference, Honolulu, HI, March. 1983.## 22.Metzger, D., R. Vedula, and D. Breen. “The Effect of Rib Angle and Length on Convection Heat Transfer in Rib-Roughened Triangular Ducts”, Proceedings of the ASME-JSME Thermal Engineering Joint Conference, 1987. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 323 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 197 |