Modelagem e análise numérica da injeção de N2O em motor de foguete híbrido de parafina

Abstract

Sistemas de alimentação que fazem uso de propelentes auto-pressurizados são comum ente empregados em sistema de propulsão híbrida, uma vez que apresentam uma maior facilidade de implementação em relação a sistema que necessitam de pressurização externa, por meio de gases inertes ou turbo-bombas. No entanto, o uso desse tipo de sistema requer propelentes que apresentam uma alta pressão de vapor à temperatura ambiente. O estudo desse tipo de sistema requer uma modelagem específica, que considere as mudanças nas propriedades termodinâmicas do propelente ao longo da operação do sistema. Neste trabalho serão discutidos e implementados alguns modelos disponíveis na literatura e que possibilitam uma análise de performance desse tipo de sistema. A metodologia empregar possibilitou compreender os efeitos do caráter transiente da performance do sistema de alimentação na performance geral do motor híbrido. Além da análise de performance, é feito um estudo da injeção de N2O e seu caráter bifásico, através de uma simulação numérica 3D no software FLUENT, afim de reproduzir e compreender a interação entre o spray de oxidante e a fração de vapor que é injetada ao mesmo tempo.