بررسی ویژگیهای آمیختگی سوخت و هوا در جریان هوای عبوری مافوق صوت برای چند حالت پاشش مختلف

یکی از وسایل پیشرانشی مورد مطالعه جهت سفرهای فضایی در آینده موتور اسکرمجت است. پاشش سوخت و فرآیند آمیختگی سوخت و هوا در موتورهای اسکرمجت یکی از چالش های اساسی در مرحله تحقیق و توسعه این نوع موتورها است. با توجه به اینکه سرعت هوای عبوری درون محفظه احتراق بسیار زیاد و در شرایط مافوق است، بنابراین آمیختگی سوخت و هوا در این شرایط کار دشوار و پیچیده ای است. در کار حاضر با استفاده از روش عددی، حوزه جریان پاشش سوخت هیدروژن به درون جریان هوای عبوری مافوق صوت برای چند حالت پاشش مختلف پاشش از یک، سه، پنج و هفت انژکتور شبیه سازی شده است. قطر انژکتورها به صورتی انتخاب شده است که قطر معادل در همه حالتها برابر باشد و یا به عبارت دیگر، مساحت سطح پاشش در همه حالتها با یکدیگر برابر است. برای انجام شبیه سازیها با استفاده از یک حلگر چگالی-مبنا معادلات سه بعدی ناویر-استوکس رینولدز-متوسط به همراه مدل آشفتگیk-w sst و معادله حالت گاز ایده آل حل شده اند و سپس با استفاده از نتایج بدست آمده از شبیه سازی ها، ویژگی های آمیختگی از قبیل راندمان آمیختگی، نسبت مساحت موثر آمیختگی، عمق نفوذ سوخت، تلفات فشار سکون و انتروپی برای حالتهای مختلف با یکدیگر مقایسه شده اند.