The combustion of kerosene with the polymer additive polyisobutylene (PIB) was experimentally investigated. The aim of the study was to measure the effect of PIB kerosene on the efficiency of combustion chamber cooling and the combustion efficiency of the liquid propellant for a rocket engine operating on kerosene and gaseous oxygen (GOX). The study was conducted on an experimental rocket engine using kerosene wall film cooling in the combustion chamber. Fire tests showed that the addition of polyisobutylene to kerosene had no significant effect on the combustion efficiency. However, analysis of the wall temperature measurement results showed that the use of PIB kerosene is more effective for film cooling than pure kerosene, which can increase the efficiency of combustion chamber cooling and subsequently increase its reliability and reusability. Thus, the findings of this study are expected to be of use in further investigations of wall film cooling efficiency.
Исследуется методика моделирования рабочих процессов в камере сгорания жидкостного ракетного двигателя малой тяги, работающего на компонентах керосинкислород. Описываются преимущества и недостатки методики, основанной на записи уравнения реакции при стехиометрическом соотношении, моделирование процесса горения в рабочей области проводится с помощью модели диссипации вихря. Производится сравнение результатов моделирования с помощью коммерческого пакета вычислительной газодинамики ANSYS CFX с данными термодинамического расчета. Делается вывод о применимости подхода, на его основе производится оптимизация режимных параметров системы смесеобразования по полноте сгорания. Показано, что основное влияние на полноту сгорания имеет качество смешения испаренного горючего с газообразным окислителем и высокотемпературными продуктами сгорания. Обнаружено, что скорость подачи газообразного окислителя в рабочую область и соотношение между скоростями подачи через периферийную и центральную форсунки имеют наиболее сильное влияние на рабочие процессы в камере сгорания. Дается обоснование наблюдаемым эффектам для данной конкретной конструкции системы смесеобразования и камеры сгорания. Приводятся рекомендации по выбору оптимальных параметров смесительных элементов и конструкции жидкостного ракетного двигателя малой тяги.Ключевые слова: жидкостный ракетный двигатель, модель вихревой диссипации, полнота сгорания, численное моделирование, ANSYS CFX, горение.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.