مطالعه عددي تأثير پاشش متقاطع جت هوا قبل از جت سوخت در جريان هواي عبوري مافوق صوت

يكي از روش‌هاي رايج جهت اختلاط سوخت و هوا در محفظه‌هاي احتراق اسكرمجت، پاشش متقاطع سوخت در جريان هواي مافوق‌صوت ورودي به محفظه احتراق مي‌باشد. در اين ميان پاشش جت هوا قبل از جت سوخت، مي‌تواند موجب افزايش ارتفاع عمق نفوذ سوخت به درون محفظه احتراق شود. البته اين پاشش جت هوا موجب افزايش تلفات فشار سكون نيز مي‌شود. در اين مقاله سعي شده است كه با تغيير مكان موقعيت پاشش جت هوا، شرايطي را كه در آنجا بيشترين عمق نفوذ سوخت و كمترين تلفات فشار سكون ايجاد مي‌شود را بيابيم. جهت انجام شبيه‌سازي‌هاي عددي، معادلات دوبعدي ناويراستوكس به همراه مدل آشفتگي دومعادله‌اي kω sst و معادله حالت گاز كامل حل شده‌اند و نتايج حاصل از شبيه‌سازي عددي با نتايج تجربي مقايسه و صحّه‌گذاري شده‌اند. در آزمايش تجربي از گاز هليوم براي پاشش در جريان مافوق‌صوت استفاده شده است. به همين خاطر در ابتدا براي صحّه‌گذاري، شبيه‌سازي عددي با پاشش گاز هليوم صورت گرفته است. سپس با توجه به اينكه سوخت متداول مورد استفاده در موتورهاي اسكرمجت، هيدروژن مي‌باشد از پاشش سوخت هيدروژن براي مطالعه پارامتري استفاده شده است. در نهايت از نتايج حل عددي مشخص شد كه در صورتي كه پاشش جت هوا به فاصله بسيار كوچكي از جت سوخت صورت پذيرد مي‌تواند بيشترين عمق نفوذ سوخت را با كمترين تلفات فشار سكون ايجاد نمايد.