Modelo VOF de un Inyector Bi-swirl de un Motor Cohete
DOI:
https://doi.org/10.70567/mc.v41i20.108Palavras-chave:
Dinámica de Fluidos Computacional (CFD), inyectores biswirl, propulsión aeroespacial, volume-of-fluid (VOF), simulación numérica, diseño de inyectoresResumo
La inyección de propelentes líquidos en la cámara de combustión de motores cohete presenta varios desafíos entre los que se destacan la correcta atomización y la mezcla del oxidante y el combustible. Los inyectores bi-swirl son una opción atractiva para esta aplicación debido a su excelente capacidad de atomización. La atomización se logra gracias al diseño centrífugo del inyector, que produce dos láminas cónicas concéntricas. Estas láminas disminuyen su espesor dando inicio a la propagación de inestabilidades y la posterior atomización. Sin embargo, es difícil predecir el ángulo de descarga del inyector. Esto es particularmente importante con propelentes hipergólicos donde la combustión se inicia en la zona de contacto entre los compuestos y es deseable conocer con exactitud donde esto ocurrirá. Este trabajo presenta el modelado por CFD de un inyector bi-swirl utilizando el método Volume of Fluid (VOF) implementado en la suite OpenFOAM. Los resultados del modelo fueron comparados con experimentos realizados en un banco de ensayos de inyección. El ajuste de la amortiguación de la turbulencia, requerido por el modelo interfacial, fue necesario para mejorar las predicciones del ángulo de descarga. Además, fue posible lograr un buen ajuste con un único valor de amortiguación.
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