شبیه سازی رفتار فرسایشی و پاسخ دمایی عایق های حرارتی فناشونده

به منظور جلوگیری از سوختن محفظه احتراق راکت های موتور پیشرانه جامد در اثر عبور گازهای داغ احتراقی و ممانعت از کاهش استحکام آن، محافظ های حرارتی فنا شونده به کار می روند. سطح این عایق های حرارتی در اثر تماس با جریان گازهای داغ دچار فرسایش و فنا شوندگی شده و به تدریج کارایی مناسب خود را از دست می دهند. لذا انتخاب عایق مناسب، در کارایی موتورهای راکت پیش ران جامد نقش بسزایی دارد. در این پژوهش با مطالعه و گردآوری معادلات مربوط به فنا شوندگی عایق های حرارتی، برنامه ای کامپیوتری جهت شبیه سازی رفتار فرسایشی انواع عایق بدنه راکت موتور سوخت جامد ارائه شده که براساس آن می توان تحت هر شرایط عملیاتی، پاسخ دهی حرارتی عایق ها را پیش بینی کرده و عملکرد آنها را با یکدیگر مقایسه نمود. با توجه به اینکه در این تحقیق انتقال حرارت و جرم در یک بعد در جسم جامد در نظر گرفته شده است،معادلات حاکم بر مدل، معادلات انتقال گرمای یک بعدی است. یکی از نکات مهم در این مدل سازی، وجود دو مرز متحرک ناشی از تجزیه حرارتی و فنا شوندگی عایق است که این دو پدیده در شرایط مرزی اعمال شده اند. برای حل معادلات از روش حجم محدود و برای در نظر گرفتن وابستگی زمانی از روش ضمنی استفاده شده است. اعتبارسنجی مدل با نتایج تجربی صورت گرفته انطباق خوب نتایج حاصل از مدل سازی با مشاهدات آزمایشگاهی به دست آمد.

کلیدواژه ها:

پیرولیز ، شبیه سازی ، عایق حرارتی موتور راکت ، فناشوندگی