Исследование влияния режимов работы и конструкции термокаталитического жидкостного ракетного двигателя малой тяги на тепловое состояние во время работы


Авторы

Цырендоржиев Э. С.

АО «Государственный научный центр Российской Федерации «Исследовательский центр имени М. В. Келдыша», ул. Онежская, 8, Москва, 125438

e-mail: tsyrendorzhiev.es@gmail.com

Аннотация

В работе выполнено численное моделирование тепловых процессов в камере сгорания термокаталитического жидкостного ракетного двигателя малой тяги (ЖРДМТ). Исследовано влияние начальной температуры, пористости каталитической засыпки, массового расхода топлива и режимов его подачи на тепловое состояние пористой среды. В расчетах использована физико-математическая модель нестационарного фильтрационного горения с учетом гетерогенных и гомогенных химических реакций и тепломассообмена. Установлены зависимости между параметрами режима работы и тепловым состоянием камеры.

Ключевые слова:

математическое моделирование, фильтрационное горение, тепломассообмен, пористая среда, нестационарные процессы горения

Список источников

  1. Leverone F., Cervone A., Gill E. Cost analysis of solar thermal propulsion systems for microsatellite applications // Acta Astronautica. 2019. № 155. pp. 90–110.

  2. Kesten A.S. Analytical study of catalytic reactors for hydrazine decomposition // Quarterly progress report. 1966.

  3. Masse R., Allen M., Spores R. et al. AF-M315E propulsion system advances and improvements // In 52nd AIAA/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference. 2016. p. 4577.

  4. Persson M., Anflo K., Dinardi A. et al. A family of thrusters for ADN-based monopropellant LMP-103S // In 48th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit. 2012. p. 3815.

  5. Kakutkina N.A. Regimes of filtration combustion of liquid monopropellants // Combustion, explosion and Shock Waves. 2008. Vol. 44. pp. 388–396.

  6. Какуткина Н.А. Предельные явления при фильтрационном горении жидких монотоплив // Физика горения и взрыва. 2009. Т. 45. № 2. 29–39 c.

  7. Zhou X., Hitt D. Numerical modeling of monopropellant decomposition in a micro-catalyst bed // In 35th AIAA Fluid Dynamics Conference and Exhibit. 2005. p. 5033.

  8. Hwang C.H., Lee S.N., Baek S.W. et al. Effects of catalyst bed failure on ther-mochemical phenomena for a hydrazine monopropellant thruster using Ir/Al2O3 ca-talysts // Industrial & Engineering Chemistry Research. 2012. Vol. 51. № 15. pp. 5382–5393.

  9. Chase J., Malcolm W. NIST-JANAF thermochemical tables // Journal of Physical and Chemical Reference Data. 1998. Vol. 9.

  10. McBride J., Gordon S., Reno M.A. Coefficients for calculating thermodynamic and transport properties of individual species. NASA Langley Research Center. 1993. 90 p.

  11. Asencio J.R., Savonov R.I., Marques R.I. An Open-source Solver to Model the Catalytic Decomposition of Monopropellants for Space Thrusters // Journal of Aerospace Technology and Management. 2020. Vol. 12. p. 1120.

  12. Moukalled F., Mangani L., Darwish M. The Finite Vo-lume Method in Compu-tational Fluid Dynamics // Springer International Publishing. 2016. 817 p.

  13. Holzmann T. Mathematics, numerics, derivations and OpenFOAM. 2003.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2025