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Simulação Numérica de Escoamento Reativo Quasi-Unidimensional em Motor-Foguete com Refrigeração Regenerativa Carlos Henrique Marchi (UFPR, gerente do projeto)

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Apresentação em tema: "Simulação Numérica de Escoamento Reativo Quasi-Unidimensional em Motor-Foguete com Refrigeração Regenerativa Carlos Henrique Marchi (UFPR, gerente do projeto)"— Transcrição da apresentação:

1 Simulação Numérica de Escoamento Reativo Quasi-Unidimensional em Motor-Foguete com Refrigeração Regenerativa Carlos Henrique Marchi (UFPR, gerente do projeto) Luciano Kiyoshi Araki (UFPR) Márcio Augusto Villela Pinto (UEPG) Cosmo Damião Santiago (UNIBRASIL) Fábio Alencar Schneider (UNICENP)

2 Problema Divisão do problema em três subproblemas:
Câmara-Tubeira: Escoamento reativo, turbulento de gases num motor-foguete. Paredes: Condução de calor através das mesmas entre os gases de combustão e o fluido refrigerante. Canais: Escoamento turbulento do fluido refrigerante nos canais ao redor da tubeira.

3 Figura 1: Motor-foguete bipropelente com refrigeração regenerativa.
Fonte: Marchi et al., Solução Numérica de Escoamentos em Motor-Foguete com Refrigeração Regenerativa, XXI Cilamce.

4 Figura 2: Detalhes nos canais de refrigeração.
Fonte: Marchi et al., Solução Numérica de Escoamentos em Motor-Foguete com Refrigeração Regenerativa, XXI Cilamce.

5 Fases Fase 1: Escoamento unidimensional reativo, sem transferência de calor. Fase 2: Escoamento unidimensional reativo, com escoamento regenerativo.

6 Metodologia Método dos Volumes Finitos.
Funções de interpolação de segunda ordem, co-localizado. Formulação apropriada a qualquer regime de velocidades. Malha uniforme. Estimativa de erro GCI.

7 Modelos físicos Monogás, com propriedades constantes;
Monogás, com propriedades variáveis; Escoamento congelado; Escoamento em equilíbrio; Escoamento com taxa finita de reação.

8 Modelos químicos Modelo Número de reações Número de espécies
Espécies envolvidas 3 H2O, O2, H2 1 2 4 H2O, O2, H2, OH 6 H2O, O2, H2, OH, O, H 5 8 7 10 H2O, O2, H2, OH, O, H, HO2, H2O2 9 18

9 Resultados – Fase 1 Estimativas de erros para temperatura (mod. monogás com propriedades constantes)

10 Malha de 2560 volumes de controle
Resultados – Fase 1 Malha de 2560 volumes de controle

11 Malha de 2560 volumes de controle
Resultados – Fase 1 Malha de 2560 volumes de controle

12 Distribuição de temperaturas ao longo da tubeira
Resultados – Fase 1 Distribuição de temperaturas ao longo da tubeira

13 Distribuição de frações mássicas de H2O ao longo da tubeira
Resultados – Fase 1 Distribuição de frações mássicas de H2O ao longo da tubeira

14 Resultados – Fase 1 Tempo de CPU

15 Distribuição de 80 volumes
Resultados – Fase 2 Distribuição de 80 volumes

16 Distribuição de temperaturas ao longo da tubeira
Resultados – Fase 2 Distribuição de temperaturas ao longo da tubeira

17 Distribuição de temperaturas ao longo da parede da tubeira
Resultados – Fase 2 Distribuição de temperaturas ao longo da parede da tubeira

18 Resultados – Fase 2 Tempo de CPU


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