طراحي و شبيه‎سازي انژكتور سوخت يك ميكرورانشگر تك‎مؤلفه‎اي هيدرازيني با پيشران 10 نيوتن

رانشگرهاي هيدرازيني، پركاربردترين رانشگرهاي سامانه‌هايِ هدايت و كنترل محموله‌هاي بازگشتي و محموله‌هاي سرنشين‌دار محسوب مي‌شوند. در اين مقاله، طراحي و محاسبات يك انژكتور اسپري مخروطي با دو ورودي مماسي به عنوان انژكتور سوخت يك رانشگر تك‎مولفه‎اي هيدرازيني با پيشران 10 نيوتن، ارائه شده است. اين انژكتور براساس روش بازارف، به گونه اي طراحي شد كه يك زاويه پاشش متوسط (نه چندان بزرگ) و ضخامت لايه خيلي كم به دست مي دهد كه با توجه به محدوديت طول محفظه كاتاليستي مناسب بوده و پودرسازي ريزتري به دست دهد. پديده ايجاد و توسعه حفره هوا در جريان داخلي اين نوع انژكتورها و شبيه‌سازي آن، به دليل وجود دو جريان پيچشي آشفته در دو فاز مختلف مايع و گاز كه داراي سطح آزاد مشترك اند، پيچيده است. براي اين انژكتور، شبيه‎سازي جريان داخلي به منظور پيش بيني مشخصه هاي جريان خروجي و اطمينان از شكل‎گيري حفره گاز درون آن انجام گرفت. اين مشخصه ها شامل زاويه مخروط پاشش، ضخامت لايه سيال خروجي، توزيع سرعت خروجي و غيره است. بدين منظور از روش حجم سيال (VOF) استفاده شد و آشفتگي جريان نيز با استفاده از مدل ke شبيه‌سازي شد. شبيه‎سازي به كمك نرم‎افزارهاي انسيس ورك‎بنچ و انسيس فلوئنت انجام شد. با بررسي نتايج، اين اطمينان حاصل شد كه انژكتور طراحي شده، دبي جرمي مورد نظر را در اختلاف فشار معين طراحي مي‏تواند تامين كند و حفره هوا نيز به طور كامل تا انتها شكل مي‌گيرد. همچنين زاويه پاشش مورد نظر نيز توسط آن تامين مي‌شود. از اين‌رو ابعاد نهايي براي ساخت و استفاده در رانشگر تك‎مولفه 10 نيوتني انتخاب شدند.