تاثیر هندسه داخلی انژکتور سوخت یک رانشگر تک ‎مولفه ‎ای هیدرازینی 10 نیوتنی بر مشخصه‎ های لایه سیال خروجی از آن

رانشگرهای هیدرازینی، پرکاربردترین رانشگرهای سامانه های هدایت و کنترل وضعیت محموله های بازگشتی و سرنشین دار می‎باشند. در این مقاله، تاثیر هندسه داخلی انژکتور بر مشخصه‎های لایه سیال خروجی از آن نظیر ضخامت لایه، زاویه مخروط پاشش، سرعت میانگین و همچنین دبی جرمی آن، مطالعه شده است. مطالعات پارامتری پیرامون هندسه پایه انژکتور مورد مطالعه مربوط به یک رانشگر تک‎مولفه‎ای هیدرازینی 10 نیوتنی است. این انژکتور، به گونه ای طراحی شد که یک زاویه پاشش متوسط و ضخامت لایه خیلی کم به دست می دهد که با توجه به محدودیت طول محفظه کاتالیستی مناسب بوده و پودرسازی ریزتری به دست دهد. بدین منظور، شبیه‎سازی جریان داخلی انژکتور بر پایه دینامیک سیالات محاسباتی با استفاده از روش حجم سیال (VOF) به منظور پیش‎بینی مشخصه‎های جریان انجام شد و آشفتگی جریان نیز با استفاده از مدل k-e  شبیه سازی شد. سپس مطالعات پارامتریک برای بررسی تاثیر هندسه صورت گرفت. شبیه‎سازی به کمک نرم‎افزارهای انسیس-ورک‎بنچ و انسیس-فلوینت انجام شد. نتایج این بررسی‏ها نشان داد که ساختمان داخلی انژکتور و فاکتورهای مختلف هندسی آن، تاثیر قابل توجهی بر کنترل مشخصه‎های لایه سیال خروجی دارد. نتایج نشان داد بیشترین تاثیر را بر روی مشخصات اسپری خروجی، نسبت شعاع گردش سیال به شعاع نازل و به شعاع مجرای ورودی دارند. به طوری که سرعت میانگین کمینه در نسبت‎های بالای شعاع گردش سیال به شعاع نازل و به شعاع مجرای ورودی محقق گردیده و سرعت میانگین بیشینه در نسبت‎های کوچک آن به دست می‎آید.