seyed ahmadreza mirbabaei
-
به منظور آزمون عملکرد موتورهای مورد استفاده در ارتفاعات بالا از سکوی شبیه ساز ارتفاع مجهز به دیفیوزر خروجی گاز مافوق صوت استفاده میشود. غالبا، دمای گاز خروجی از نازل این موتورها بسیار بالاتر از حد تحمل بدنه فلزی دیفیوزر است. در تست موتورهای سوخت جامد برخورد ذرات اکسید آلومینیوم با دمای بالاتر از 2500 درجه سانتی گراد به دیواره دیفیوزر شرایط انتقال حرارت را در محل برخورد بحرانی میکند. هدف تحقیق حاضر ارزیابی روش خنک کاری با اسپری آب بدنه فلزی یک دیفیوزر با انجام تستهای تجربی با یک موتور سوخت جامد آزمایشگاهی میباشد. ابتدا به منظور شناسایی نقاط بحرانی دمایی، تست موتور با فشار متوسط 60 بار و دمای محفظه 3100 درجه سانتی گراد در شبیهساز خلاء بدون خنککاری دیفیوزر فلزی انجام شده است. نتایج حاکی از رسیدن دمای بدنه دیفیوزر در ناحیه ورودی و همگرایی به دمای بالاتر از 1500 درجه سانتی گراد است، به طوری که منجر به ذوب و سوراخ شدن بدنه دیفیوزر در این ناحیه شده است. در ادامه دو تست دیگر با فشارهای موتور میانگین 33 و 55 بار به همراه خنککاری بدنه دیفیوزر با اسپری آب انجام شده است. نتایج نشان میدهد که در دو تست خنک کاری انجام شده بیشترین دما در سطح بیرونی دیفیوزر به مقادیری کمتر از 200 و 400 درجه سانتی گراد رسیده و تا انتهای تست ثابت مانده است. همگرا شدن بیشینه دماهای ثبت شده در سطح بیرونی دیفیوزر به دماهای مورد انتظار در این تست ها تاییدی بر عملکرد مناسب سیستم خنککاری طراحی شده می باشد.
کلید واژگان: دیفیوزر خروجی گاز مافوق صوت, شبیه سازی خلاء, خنک کاری با اسپری آب, ذرات اکسید آلومینیوم, تست تجربیA supersonic exhaust diffuser provides the required test cell vacuum conditions by self-pumping of nozzle exhaust gases to the atmosphere in high altitude simulator. However, the plume temperature is often much higher than the allowable temperature of the diffuser structure. Moreover, in solid-fuel engines, the impact of aluminum oxide particles on the diffuser wall internal surfaces with high temperatures intensifies critical thermal conditions. In the present study, a spray cooling system design method is presented for a supersonic exhaust diffuser. The method is evaluated by performing several experimental tests. First, in order to identify the critical temperature region, the test of the motor with a chamber pressure of 60 bar and a chamber temperature of 3100 ° C is performed with a non-cooled metal diffuser. The results indicate that the temperature of the diffuser body in the inlet and ramp regions reaches a temperature above 1500 ° C, which leads to the melting and perforation of the diffuser in these regions. Two other tests are performed with average motor chamber pressures of 33 bar and 55 bar along with the spray cooling of diffuser body. The results show that the designed cooling system keeps the maximum temperatures of the external surface of the diffuser at the values smaller than 200 and 400 ° C in these tests. The achieved critical temperatures are well matched with the respected ones in the design procedure. This confirms the present spray cooling system design procedure.
Keywords: Supersonic exhaust diffuser, vacuum simulator stand, water spray cooling, aluminum oxide particles, Experimental test
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.