Efeitos do nÃo-equilÃbrio quÃmico na soluÃÃo das equaÃÃes de camada limite em escoamentos hipersÃnicos.

AUTOR(ES)

Hatori, Marcos Eidi

DATA DE PUBLICAÇÃO

2004

RESUMO

O presente trabalho tem por objetivo avaliar os efeitos de nÃo-equilÃbrio quÃmico sobre a soluÃÃo das equaÃÃes de camada limite na regiÃo de estagnaÃÃo de veÃculos hipersÃnicos. Foram obtidas soluÃÃes para altitudes entre 33 km e 63 km e velocidades entre 1,9 km/s e 7,5 km/s considerando-se trÃs situaÃÃes distintas: equilÃbrio quÃmico, escoamento congelado e nÃo-equilÃbrio quÃmico. A soluÃÃo das equaÃÃes de camada limite laminar foi obtida usando-se o conceito de soluÃÃo similar. Foi adotado um mecanismo de reaÃÃes quÃmicas que considera os fenÃmenos de dissociaÃÃo e recombinaÃÃo e a coexistÃncia de atà cinco espÃcies quÃmicas no ar (N2, O2, NO, O e N). A partir dos perfis de velocidade, temperatura e de composiÃÃo quÃmica no interior da camada limite, concluiu-se que os efeitos de nÃo-equilÃbrio quÃmico sÃo significativos para escoamentos com Mach acima de 10. Observou-se tambÃm que a partir deste ponto ocorre uma elevaÃÃo do fluxo de calor no ponto de estagnaÃÃo em relaÃÃo Ãquele previsto pelos cÃlculos sob a hipÃtese de equilÃbrio quÃmico. Para M entre 10 e 17, os resultados obtidos sob a hipÃtese de nÃo-equilÃbrio quÃmico sÃo semelhantes aqueles obtidos sob a hipÃtese de escoamento congelado. Em funÃÃo das hipÃteses e da metodologia de soluÃÃo adotadas, a soluÃÃo do problema sob a hipÃtese de nÃo-equilÃbrio quÃmico foi restrita a M = 17. Para a condiÃÃo de escoamento congelado, entretanto, tal limitaÃÃo nÃo se aplicou e o procedimento de soluÃÃo foi estendido atà M = 23. Os resultados obtidos para o fluxo de calor no ponto de estagnaÃÃo foram comparados aos de Fay e Riddell (1958) e de De Filippis e Serpico (2000). Uma boa concordÃncia entre os resultados deste trabalho e os de De Filippis e Serpico foi observada.

ASSUNTO(S)

camadas limite escoamento nÃo-equilibrado equilÃbrio quÃmico transferÃncia de calor aerodinÃmica escoamento hipersÃnico

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