Detalhes bibliográficos
| Ano de defesa: |
2019 |
| Autor(a) principal: |
Daniel Roberto Ferreira |
| Orientador(a): |
Wladimyr Mattos da Costa Dourado |
| Banca de defesa: |
Márcio Teixeira de Mendonça,
Daniel Fraga Sias |
| Tipo de documento: |
Dissertação
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| Tipo de acesso: |
Acesso aberto |
| Idioma: |
por |
| Instituição de defesa: |
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
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| Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação do INPE em Combustão e Propulsão
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
BR
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| Resumo em Inglês: |
This work presents a study of optimization of typical cooling jacket for liquid propellant rocket engine (LPRE). Initially a geometry was chosen as the standard case and the semi-empirical calculation was performed. The purpose of this step was determine the heat flux boundary conditions provide by combustion. Posteriorly, the geometry and mesh were design on parametric software and then analyzed the conjugated heat transfer by computational fluid dynamics (CFD) in OpenFOAM software. From a functional CFD modeling, the optimization cycle was programmed. The geometric parameters of the cooling jacket were varied, through an algorithm, until the optimum point was reached. The objectives of the optimization were reduce the temperatures on the walls and pressure loss, taking into account the structural criteria and the maximum temperature of the fuel. The results allowed to obtain a cooling jacket optimized and a tool of analysis of cooling systems for liquid propellant rocket engine. |
| Link de acesso: |
http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21c/2019/04.01.22.09
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Resumo: |
Este trabalho apresenta um estudo sobre otimização de jaquetas de refrigeração típicas de motor foguete a propelente líquido (MFPL). Inicialmente foi escolhida uma geometria como caso padrão e realizado o cálculo semi-empírico. Esta etapa teve como objetivo determinar as condições de contorno de fluxo de calor proveniente da combustão. Posteriormente, a geometria e a malha foram modeladas em software paramétrico e então analisada a transferência de calor conjugada por dinâmica dos fluidos computacional (CFD) através do software OpenFOAM. A partir de uma modelagem por CFD funcional, programou-se o ciclo de otimização. Os parâmetros geométricos da jaqueta de refrigeração foram variados, através de um algoritmo, até se encontrar o ponto ótimo. Os objetivos da otimização foram, diminuir as temperaturas nas paredes e perda de carga, levando-se em consideração os critérios restritivos estruturais e de máxima temperatura do combustível. Os resultados permitiram obter uma jaqueta de refrigeração otimizada e criar uma ferramenta de análise de sistemas de refrigeração aplicados a motores foguetes a propelente líquido. |
