نوع مقاله : مقالة‌ تحقیقی‌ (پژوهشی‌)

نویسندگان

• سجاد داوری ¹
• حدیثه کریمایی ²

¹ دانشجوی دکتری، پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم، تحقیقات و فناوری،تهران، ایران

² استادیار، پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، تهران، ایران

چکیده

در این پژوهش ابتدا طراحی و شبیه‏سازی انژکتور کاپیلاری تک و سپس طراحی و شبیه‎سازی صفحه انژکتور دایروی سه سوراخه یک میکرورانشگر تک‎مؤلفه‌ای هیدرازینی 10 نیوتنی انجام گرفت. به منظور شبیه‏سازی انژکتور و صفحه انژکتور روش حجم سیال (VOF) بکار گرفته شد و آشفتگی جریان هم با استفاده از مدل k-ε شبیه‏سازی شد. با بررسی نتایج، مشخص گردید انژکتور و صفحه انژکتور طراحی شده توانایی تامین دبی جرمی مورد نظر میکرورانشگر را در اختلاف فشار معین طراحی دارند. از این رو ابعاد نهایی برای ساخت و استفاده در رانشگر تک مؤلفه‌ای هیدرازینی 10 نیوتنی انتخاب شدند. در نسخه قبلی این تراستر 10 نیوتنی، از انژکتور جریان پیچشی با پاشش چتری توخالی استفاده شده بود. اما در طرح جدید با انژکتور کاپیلاری به دلیل چتر کوچک و توپر انژکتور، طراح محفظه کاتالیستی قادر است تا ابعاد محفظه را به اندازه چشمگیری کاهش دهد که هم حجم کاتالیست مصرفی گران‎قیمت ایریدیوم کاهش می‏‎یابد و هم بالتبع ابعاد و وزن تراستر کاهش می‎یابد.

کلیدواژه‌ها

• انژکتور کاپیلاری
• صفحه انژکتور
• رانشگر تک مولفه‌ای
• رانشگر هیدرازینی
• کم پیشران

موضوعات

• طراحی سیستمی و شبیه‌سازی سامانه‌های فضایی و پیشرانه‌های فضایی

عنوان مقاله [English]

Design and Simulation of Single Capillary Injector and Circular Injector Plate for a Monopropellant Thruster

نویسندگان [English]

• Sajad Davari ¹
• Hadiseh Karimaei ²

¹ PhD Candidate, Aerospace Research Institute, Ministry of Science, Research and Technology, Tehran, Iran

² Assistant professor, Aerospace research institute, Ministry of Science, Research and Technology, Tehran, Iran

چکیده [English]

In this research, design and simulation of a single capillary injector and three-hole circular injector plate of a 10N Hydrazine monopropellant thruster were performed. Ansys Fluent software was used to simulate the injector and injector plate . Volume of fluid (VOF) method was used to simulate such a flow and turbulence was simulated by k-e model. The characteristics of the injector and injector plate including mass flow rate and average velocity in the injector nozzle were calculated by changing the inlet pressure. The results showed that the injector and the injector plate have the ability to supply the desired mass flow rate of the monopropellant thruster at a known design pressure. In fact the capillary injector has replaced swirl injector with hollow cone spray used in the previous version of this thruster. The dimension of the chamber was significantly reduced by using the capillary injector, which reduces both the volume of the expensive iridium catalyst and weight of the thruster.

کلیدواژه‌ها [English]

• Capillary injector
• Injector plate
• Monopropellant thruster
• Hydrazine thrusters
• Low thrust