سیستم خنک کاری تشعشعی در نازل موشک های سوخت مایع

در این روش گرما از سطح خارجی دیواره محفظه احتراق به محیط تأیید می شود. زمانی این انتقال حرارت قابل توجه است که اختلاف دمای جسم با محیط زیاد باشد. در دمای کمتر از 500 درجه سانتی گراد از اثر تشعشع صرف نظر می شود. برای افزایش انتقال حرارت تشعشعی از جسم به محیط باید ضریب صدر جسم، بالا باشد. این روش خنک کاری، در محفظه احتراق های بسیار کوچک با موادی که قابلیت تحمل دمای بالایی دارند. کاربرد دارند. به منظور تشعشع گرما به فضا، لازم است که محفظه و نازل بدون پوشش از حامل بیرون زده باشد. جهت حداقل کردن تابش گرمای نامطلوب به اجزای موتور، از عایق با حفاظ های تابشی خارجی استفاده می شود؛ این عمل سبب کاهش دمای محفظه و نازل می شود. اغلب خنک کاری تشعشعی در نازل های انبساطی محفظه تراست که دارای کمترین تنش فشاری هستند، عملی می باشد. خنک کاری تشعشعی در محفظه احتراق های بسیار کوچک با موادی که قابلیت تحمل دمای بالایی دارند، کاربرد دارند. به منظور تشعشع گرما به فضا، لازم است که محفظه و نازل بدون پوشش از حامل بیرون زده باشد. جهت حداقل کردن تابش گرمای نامطلوب به اجزای موتور، از عایق با حفاظ های تابشی خارجی استفاده می شود؛ این عمل سبب کاهش دمای محفظه و نازل می شود. اغلب خنک کاری تشعشعی در نازل های انبساطی محفظه تراست که دارای کمترین تنش فشاری هستند، عملی می باشد. خنک کاری تشعشعی در محفظه احتراق های بسیار کوچک از جنس گرافیت پیرولیتی و گلوگاه استفاده شده است. این روش برای محفظه و در نواحی با نرخ انتقال حرارتی متوسط به خوبی به کار می رود. تنها موادی که در محدوده دمای 1100 تا 1700 درجه سانتیگراد مقاومت کافی در زمان کوتاه داشته باشند، برای خنک کاری تشعشعی به کار می روند. گرافیت پیرولیتیکی، آلیاژ مولیبدن شامل تیم درصد تیتانیوم و 90 درصد تانتالیوم و 10 درصد تنگستن مقاومت کافی در دمای 1700 درجه سانتیگراد را دارند به علت پایین بودن ضریب صدور مولیبدین در برابر اکسیداسیون باید پوشش از ( MoSi(2 در دو طرف فلز به کاربرد برای محافظت فلزات دیواره در دماهای بالا از پوشش های عایق استفاده می شود که این پوشش ها از جنس مواد سرامیک بوده و در طف دیواره سمت گاز به کار می رود. به علت تردی و ضریب انبساط حرارتی این آلیاژ ها استفاده از این پوشش ها صحیح می باشد. در نیم قرن اخیر تحقیقاتی در زمینه روش های خنک کاری انجام شد. همزمان با پیشرفت و بهبود راندمان راکت های مدرن که در نتیجه بالا بردن فشار و دما به میزان قابل توجهی در محفظه احتراق بوده، روش های خنک کاری نیز مطابق با شرایط موجود بهینه شده اند. از جمله در خنک کاری به روش تشعشعی با استفاده از تکنیک های مدرن در جهت ارتقای کیفیت خنک کاری موجب بالا بردن ضریب اطمینان در سیستم شده است. در نتیجه محاسبات کلی مسائل انتقال حرارت صرف نظر از پیشرفت تکنولوژی کامپیوتری ثابت بوده است؛ اما با توسعه کامپیوتر حل عددی معادلات بقاء در لایه مرزی محصولات احتراق در داخل محفظه پیشران مرسوم گردیده اما کماکان مدل های استفاده شده در ناحیه مبرد به واسطه پیچیدگی مسیر حرکت سیال سه بعدی بودن آن اثرات ناحیه ورودی در مقاطع مختلف اغتشاش کامل و تغییر سطح جریان در طول مسیر متکی بر استفاده از فرمول های تجربی و نیمه تجربی بوده است.

کلیدواژه ها:

انتقال حرارت تشعشعی ، بررسی خنک کاری محفظه احتراق پیشران های سوخت مایع ، موتور سوخت مایع ، مدل سازی عددی انتقال حرارت تشعشعی در محفظه راتش ، تراست