بررسی تبخیر اکسید کننده پاشش شده از انژکتور فشاری - پیچشی در محفظه احتراق در شرایط فشار پایین

در این مطالعه، تبخیر اکسیدکننده مایع در مرحله شروع به کار در محفظه احتراق یک رانشگر فضایی به صورت عددی با نرم افزار فلوینت بررسی می شود. در مرحله استارت رانشگر، ابتدا بخشی از اکسیدکننده، که بر اثر تجزیه به صورت گازی درآمده است، وارد محفظه شده و باعث افزایش فشار آن می شود (در این مطالعه تا 2/0 بار). اکنون امکان این وجود دارد که اکسیدکننده پاشش شده به صورت مایع خارج شود و می توان تبخیر قطرات مایع را در این فشار بررسی کرد. در رانشگر مورد بررسی نرخ پاشش سوخت 3 گرم بر ثانیه و انژکتور مورد استفاده از نوع فشاری-پیچشی است. بررسی عددی در این پژوهش مبتنی بر ساختار اویلر-لاگرانژ برپایه روش ذره گسسته است که برهمکنش میان فازهای گاز و مایع را به طور همزمان توسط معادلات اساسی ناویر-استوکس مورد مطالعه قرار می دهد. نتایج حاصل از صحه گذاری روش عددی، قابلیت این روش در تخمین کمی و کیفی پارامترهای متاثر از تبخیر آنی همانند فشار، دما و فوق داغی در قطرات اسپری را مورد تایید قرار می دهد. هر چند نقش تبخیر آنی در تغییر دما و فشار قطرات به عنوان فاز گسسته و نیز گاز محیطی به عنوان فاز پیوسته مشهود است، ولی همزمان با آن می توان میل این دو فاز به شرایط پایدار و ایجاد حالت پایا را مشاهده کرد. بررسی این موضوع حاکی از زمانی در حدود 20 میلی ثانیه است که تعادلی دمایی در حد 264 کلوین در هر دو فاز و فشاری ثابت در حد 7 کیلوپاسکال را در محفظه ایجاد می کند.