بررسی عددی اثر مجاری هوای ثانویه، مجاری هوای رقیق‌سازی و قطر محفظه در عملکرد محفظه احتراق موتور رم‌جت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد، دانشگاه جامع امام حسین (ع)،تهران، ایران

2 کارشناسی ارشد، دانشگاه جامع امام حسین علیه السلام، تهران، ایران

چکیده

در این پژوهش به ارزیابی عملکرد محفظه احتراق موتور رم‌جت با اعمال تغییرات هندسی و فیزیکی نظیر تغییر قطر محفظه، تغییر اندازه و جابه‌جایی مجاری هوای ثانویه و رقیق‌سازی و تغییر دبی جرمی عبوری از این مجاری پرداخته شده است. به همین منظور در ابتدا بر اساس روابط ارائه شده در ادبیات علمی و فنی، کدی برای انجام محاسبات طراحی یک محفظه احتراق لوله‌ای نوشته شده است. پس از طراحی و مشخص شدن ابعاد محفظه به کمک این کد محاسباتی و نرم افزار گس‌ترب، فرآیند شبیه‌سازی در نرمافزار فلوئنت انجام گرفته و ضمن ارائهی نتایج، عملکرد محفظه با اعمال تغییراتی در مجاری هوای جانبی و قطر آن مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که افزایش دبی جریان ثانویه باعث انتقال شعله به سمت انتهای محفظه احتراق می‌شود. همچنین کاهش قطر محفظه سبب به وجود آمدن جریان برگشتی در ناحیه‌ی ورودی و کاهش کیفیت احتراق می‌گردد. بعلاوه تأثیر تغییر مکان مجاری جریان جانبی روی افت فشار جریان اصلی ناچیز بوده و می‌توان گفت که افت فشار با جابه‌جایی این مجاری تغییر چندانی نمی‌کند. همچنین در صورت وجود مشکل همگرایی در شبیه‌سازی، جابه‌جایی مجاری هوا مفید واقع می‌شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigating the effects of secondary and dilution air holes and chamber diameter on the performance of ramjet engine combustion chamber

نویسندگان [English]

  • mohammad mahdi Doustdar 1
  • Sajjad Gharezi, 2
1 Professor, Imam Hossein University, Tehran, Iran
2 Master's degree, Imam Hossein University, Tehran, Iran
چکیده [English]

In this research, the performance of ramjet engine combustion chamber has been evaluated by applying geometrical and physical changes such as changing the diameter of the chamber, changing the size and displacement of the secondary and dilution air holes and changing the mass flow passing through these holes. To do this, at first some typical ramjet combustion chambers were introduced and some of their features were discussed. Then using the information and guidance presented in scientific and technical references a suitable combustion chamber was designed for the defined inlet and outlet conditions. After the geometry has been determined, the simulation process has been carried out in Fluent software and while presenting the results, the performance of the chamber has been investigated. The results show that the values obtained for the geometry of the chamber and the position of the holes are reliable and changing the sizes has no global advantage and is not recommended. Furthermore, it is found that displacing air holes location could improve solution convergence.
 
.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ramjet Engine
  • Combustion Chamber
  • Numerical Analysis
  • Secondary Air Flow

Smiley face

مراجع

[1] Doustdar, M.M. "Spark Ignition Engines; Quasi Dimensional Simulation", Imam Hossein Comprehensive University Publications, 2021. (In Persian)
[2] El-Sayed, A.F. "Aircraft Propulsion and Gas Turbine Engines", New York, CRC Press, 2008.
[3] Conrado, A.C., Lacava, P.T., Pereira Filho, A.C., and Sanches, M.S. "Basic Design Principles for Gas Turbine Combustor", 10th Brazilian Congress of Thermal Sciences and Engineering, Rio de Janeiro, Brazil, 2004.
[4] Bayat, A. "Preliminary Design and Numerical Simulation of  Ramjet Combustion Chamber", M.S. Thesis, Shiraz University, Shiraz, 2015. (In Persian)
[5] Mark, C.P. and Selwyn, A. "Design and Analysis of Annular Combustion Chamber of a Low Bypass Turbofan Engine in a Jet Trainer Aircraft", Propulsion and Power Research, Vol. 5, No. 2, pp. 97-107, 2016.
[6] Bondaryuk, M. and Lyashenko, S.M. "Translation of Ramjet Engines", Ohio: Technical Information Center, Wright-Patterson Air Force Base, 1960.
[7] Schobeiri, M.T. "Gas Turbine Design; Components and System Design Integration", Gewerbestrasse, Switzerland, Springer Nature, 2018.
[8] Gharezi, S. and Doustdar, M.M. "Design, Numerical Analysis and Parametric Study of Can Combustion Chamber", 3rd International Conference in Electrical, Computer and Mechanical Engineering, Tehran, Iran, 2023. (In Persian)
[9] Lefebvre, A.H. and Ballal, D.R. "Gas Turbine Combustion; Alternative Fuels and Emissions", 3rd ed, New York, CRC Press, 2010.
[10] Vosoughi, Z. and Tabejamaat, S. "Design and Simulation of a 30kW Microturbine Combustor Fed by Biofuel", The 9th Fuel & Combustion Conference of Iran, Shiraz, Iran, 2022. (In Persian)
[11] Mattingly, J.D., Heiser, W.H., and Pratt, D.T. "Aircraft Engine Design", 2nd ed., Virginia, AIAA, 2002.
[12] Lee, J.F. "Theory and Design of Steam and Gas Turbines", New York, McGraw-Hill, 1954.
[13] Guide, A.F.T.  "ANSYS Fluent Tutorial Guide 18", ANSYS Fluent Tutorial Guide 18, 15317, 2018
مکانیک سیالات و آیرودینامیک
دوره 12، شماره 1 - شماره پیاپی 31
بهار و تابستان 1402
شهریور 1402
صفحه 123-132

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار