شبیه‌سازی یک‌بعدی بالستیک داخلی یک موتور پیشران هیبریدی

Abstract

به منظور شبیه‌سازی عملکرد موتورهای هیبریدی، یک کد یک‌بعدی تدوین شده است. در این کد معادلات بقای جرم، مومنتوم و انرژی در حالت یک‌بعدی و غیرلزج حل شده‌اند. به منظور اعتبارسنجی کد تدوین شده و نیز انجام مطالعات تجربی بیشتر، یک بستر آزمایشگاهی طراحی، ساخته و مورد بهره‌برداری قرار گرفت. آزمایشگاه شامل اجزاء مختلف نظیر موتور آزمایشگاهی، سیستم تغذیه اکسنده، سکوی تراست، تجهیزات اندازه‌گیری و سیستم داده‌برداری بوده و تکرارپذیری نتایج در آن اثبات گردیده است. نتایج حاصل از کد یک‌بعدی شامل فشار محفظه احتراق و تراست تولیدی با نتایج آزمایش مقایسه و مشاهده شد که همخوانی مناسبی بین این نتایج وجود دارد. به طوری‌که مقادیر حاصل از شبیه‌سازی برای پارامترهای فشار، تراست و نرخ پسروی متوسط به ترتیب به میزان 1/1، 7/3 و 1/4 درصد با مقادیر حاصل از آزمایش اختلاف داشتند. با استفاده از کد پارامترهای جریان شامل سرعت، فشار، چگالی و نسبت دبی جرمی اکسنده به سوخت (O/F) در طول محفظه احتراق بدست آمد. نحوه پسروی سطح سوخت در بازه‌های زمانی مختلف، نشان داد که پسروی سوخت یکنواخت نبوده به طوری‌که در ابتدای سوخت کمترین میزان پسروی و در یک فاصله طولی خاص (حدود m 12/0 از ابتدای سوخت) بیشترین میزان پسروی بوقوع پیوسته و در ادامه به سمت نازل این مقدار کاهش می‌یابد. این کد می‌تواند به‌عنوان ابزار مناسبی برای تحلیل و طراحی موتورهای هیبریدی بکار برده شود.

Keywords

• موتور پیشران هیبریدی
• شبیه-سازی یک‌بعدی
• نرخ پسروی سوخت
• زیرساخت آزمایشگاهی