مکانیک سیالات و آیرودینامیک

مکانیک سیالات و آیرودینامیک

مقایسه اثربخشی روش‌های خنک‌کاری در محفظه احتراق موتور رم‌جت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 کارشناسی ارشد،دانشگاه جامع امام حسین(ع)، تهران، ایران
2 استاد،دانشگاه جامع امام حسین، تهران(ع)، ایران
چکیده
در این پژوهش به طراحی سیستم خنک‌کاری برای محفظه احتراق موتور رم‌جت و تأثیر روش‌های مختلف خنک‌کاری بر توزیع دمای دیواره محفظه احتراق موتور رم‌جت پرداخته شده است. اجزا موتور رم‌جت، انواع محفظه احتراق موتور رم‌جت و ترمودینامیک حاکم بر اجزا موتور رم‌جت بررسی شده‌اند. پس از مشخص‌شدن شرایط کارکرد موتور با استفاده از روابط ترمودینامیکی به تعیین شرایط ورودی محفظه احتراق پرداخته شد. پس از تعیین شرایط جریان در محفظه احتراق با استفاده از روابط تجربی موجود، امکان نیاز و تأثیر خنک‌کاری لایه‌ای ارزیابی گردید. با نتایج تجربی به‌دست‌آمده حل عددی مورد اعتبارسنجی شد. با استفاده از حل عددی روش‌های خنک‌کاری لایه‌ای با ایجاد شکاف ساده، خنک‌کاری پاششی و حلقه پانچ شده تحلیل شدند. حالات مختلف با تغییر اندازه هندسه زبانه و اندازه شکاف خنک‌کاری در خنک‌کاری پاششی برای یک حلقه خنک‌کاری شبیه‌سازی شد و میزان هوای کنارگذر مورد نیاز بررسی شد. سپس برای یک حلقه پانچ شده با تغییر زاویه جریان ورودی و ایجاد زبانه، تأثیر خنک‌کاری سنجیده‌شد. خنک‌کاری پاششی در حالتی که نسبت ارتفاع زبانه به اندازه شکاف برابر یا بزرگ‌تر از یک باشد نتایج مطلوبی دارد. حلقه پانچ شده با زبانه و زوایای نزدیک به 90 درجه نتایج خوبی را نشان می‌دهد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Numerical investigation of the effect of the cooling flow entry angle on the stacked ring cooling effectiveness

نویسندگان English

Sajjad Ranjbar 1
Mohammad Mehdi Doustdar 2
Kazem Delsoz 1
1 Master's Degree, Imam Hossein Comprehensive University, Tehran, Iran
2 Professor, Imam Hossein Comprehensive University, Tehran, Iran
چکیده English

In this research, the design of a cooling system for the combustion chamber of a ramjet engine and the effect of various cooling methods on the temperature distribution of the combustion chamber wall have been addressed. The components of the ramjet engine, types of ramjet engine combustion chambers, and the governing thermodynamics of the ramjet engine components have been studied. After determining the engine operating conditions using thermodynamic relations, the inlet conditions of the combustion chamber were specified. Following the determination of the flow conditions in the combustion chamber using existing empirical relations, the necessity and effect of film cooling were investigated. The numerical solution was validated with obtained experimental results. Using the numerical solution, film cooling methods with a simple gap, spray cooling, and a punched ring were examined. Various cases were studied by changing the geometry dimensions of the lip and the cooling gap size in spray cooling for a single cooling ring, and the required bypass air flow rate was investigated. Then, for a punched ring, the cooling effect was studied by changing the inlet flow angle and incorporating a lip. Spray cooling yields favorable results when the ratio of the lip height to the gap size is equal to or greater than one. The punched ring with a lip and angles close to 90 degrees provides favorable results.

کلیدواژه‌ها English

Ramjet engine
Film cooling
Combustion chamber
Impingement cooling
دوره 14، شماره 2 - شماره پیاپی 36
پاییز و زمستان
اسفند 1404
صفحه 33-44

  • تاریخ دریافت 19 آذر 1404
  • تاریخ بازنگری 01 بهمن 1404
  • تاریخ پذیرش 16 بهمن 1404
  • تاریخ انتشار 01 اسفند 1404