Modelagem dinÃmica e simulaÃÃo computacional de motores-foguete a propelente lÃquido.

AUTOR(ES)

Barbosa, Fausto Ivan

DATA DE PUBLICAÇÃO

1999

RESUMO

Esta dissertaÃÃo apresenta um conjunto de equaÃÃes que modelam a dinÃmica dos seguintes elementos bÃsicos de um motor-foguete a propelente lÃquido (MFPL): cÃmara de empuxo (cabeÃote de injeÃÃo e cÃmara de combustÃo); linha de alimentaÃÃo (duto de seÃÃo transversal circular ou geometricamente equivalente); constritor (orifÃcio calibrado ou vÃlvula); regulador (regulador de pressÃo ou regulador de empuxo) e turbobomba (bomba centrÃfuga e turbina de impulso com um estÃgio). A abordagem usada neste trabalho à adequada para estudar variaÃÃes temporais durante a fase de operaÃÃo normal do motor, isto Ã, excluindo-se as fases de partida e de corte do mesmo. Adicionalmente, podem ser investigados problemas relacionados a instabilidades de baixa freqÃÃncia no sistema hidropneumÃtico, as quais podem degenerar a eficiÃncia do motor ou causar danos ao mesmo. As equaÃÃes finais, relativas a cada um dos elementos bÃsicos, sÃo implementadas como diagramas de blocos encapsulados usando-se o software Matlab-Simulink e, com eles, à criada uma biblioteca de blocos para aplicaÃÃes especÃficas em MFPL. Tal recurso dà a possiblidade de se fazer simulaÃÃes computacionais de diferentes configuraÃÃes de motor atravÃs de simples modificaÃÃes na interaÃÃo entre os blocos, alÃm de permitir se verificar os efeitos causados pela modificaÃÃo de quaisquer parÃmetros do motor. Para ilustrar algumas possÃveis aplicaÃÃes, sÃo estudadas duas configuraÃÃes distintas: um MFPL pressurizado por gÃs e um por bomba. Em ambos os casos, respostas a degrau e respostas em freqÃÃncia sÃo determinadas e usadas para analisar os efeitos do tempo de preparaÃÃo da mistura (necessÃrio para injetar, pulverizar, misturar e evaporar os propelentes) sobre a pressÃo da cÃmara de combustÃo.

ASSUNTO(S)

dinÃmica dos fluidos computacional estudo de casos motores foguetes propulsÃo motores foguetes a propelente lÃquido simulaÃÃo computadorizada

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