بهینه سازی سیستم خنک کاری موتور سوخت مایع دو مولفه ای با بهره گیری از روش شبه مدل

یک از چالش های طراحی محفظه و نازل، در موتورهای سوخت مایع، پیش بینی رفتار و عملکرد سیستم خنک کاری میباشد. لذا، همزمان با مساله طراحی، بهینه سازیسیستم خنک کاری، همواره از اهمیت بالایی برخوردار است. مقاله حاضر، سعی در بهینه سازی چند موضوعی سیستم خنک کاری موتور سوخت مایع را دارد. برای این منظور، از روش سطح پاسخ RSM به عنوان رویکردی قوی در طراحی، تحلیل و بهینه سازی استفاده شده است. بر پایه این روش، متغیرهای ورودی، قیود و تابع هدف بهمراه سطوح هر یک مشخص شده است. پس از آن، محفظه احتراق و سیستم خنک کاری، شامل تشعشعی، جابجایی و خنک کاری لایه ای مدل سازی شد.47 آزمایش مختلف بر روی سیستم خنک کننده موتور مبنا؛ موتور RD-161 انجام شد. با وارد کردن نتایج به نرم افزارdesign expert، معادله و منحنی های سطح پاسخ بدست آمد. نتایج ANOVA نشان می دهد که، معادله بدست آمده، پاسخ هایی با خطای کمتر از 3 درصد، را پیش بینی می کنند. سطح پاسخ 3 بعدی و کانتور ها برای توسعه اثرات ترکیبی از پارامترهای ورودی بر پاسخ ها توسعه داده شده است. در مرحله بعد، دقت مدل مورد ارزیابی و تجزیه و تحلیل قرار گرفت. درادامه، برای بهینه سازی توابع هدف، شار حرارتی کل و افت فشارمسیر خنک کاری، از آنالیز تابع مطلوبیت استفاده شده است. با بهره گیری از روش ارائه شده، باعث افزایش 2 درصدی، شار حرارتی کل و کاهش 38 درصدی افت فشار مسیر خنک کاری شد؛ این کاهش برای طراحی سیستم از اهمیت بالایی برخوردار است.

کلیدواژه ها:

موتور سوخت دو مولفه ای ، سیستم خنک کاری ، بهینه سازی ، متا مدل.