Análise teórica e experimental do comportamento do fluxo com camada limite dentro da tubeira de um motor de foguete híbrido

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Pessoa, Dhyandra de Almeida
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Monografias da UnB
Texto Completo: http://bdm.unb.br/handle/10483/19723
Resumo: Trabalho de Conclusão de Curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, 2017.
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spelling Pessoa, Dhyandra de AlmeidaShynkarenko, OlexiyPESSOA, Dhyandra de Almeida. Análise teórica e experimental do comportamento do fluxo com camada limite dentro da tubeira de um motor de foguete híbrido. 2017. 78 f., il. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Aeroespacial)—Universidade de Brasília, Brasília, 2017.http://bdm.unb.br/handle/10483/19723Trabalho de Conclusão de Curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, 2017.Motor de foguete híbrido além de possuir custo de fabricação razoavelmente baixo ele fornece elevado valor de impulso quando é comparado com motor de foguete sólido. Foguete a propelente híbrido dispõe de um oxidante que pode ser liquido ou gasoso e um grão de combustível. A queima gerada pela câmara de combustão ejeta o escoamento para a tubeira. O tipo de fluxo gerado na tubeira é supersônico, compressível e viscoso. O fluxo a ser considerado neste trabalho é o ar. A viscosidade do escoamento na tubeira forma uma fina camada entre o fluxo e a superfície, chamada de camada limite. A camada limite pode ter diferentes comportamentos de acordo com a rugosidade ou ondulação da superfície da tubeira. Neste trabalho será analisado o comportamento do fluxo de ar dentro da tubeira de um motor de foguete híbrido, no qual este motor de foguete em estudo foi construído pelo grupo de propulsão Híbrida da Universidade de Brasília (UnB) no laboratório de propulsão química da UnB. Além dos dados fornecidos pelo grupo de propulsão serão usados os resultados analíticos calculados neste trabalho para serem comparados com os resultados obtidos numericamente. Antes deste estudo foram realizados testes com o motor de foguete criado pelo grupo de propulsão e dados como pressão e temperatura foram medidos nestes testes. Agora com a inserção da rugosidade e ondulação na tubeira desse motor tornará possível a investigação da influência do material e da qualidade da superfície sobre as propriedades do escoamento na tubeira. Logo, esse estudo ajudará na escolha do melhor material para uma tubeira de motor de foguete, uma vez que ela é a parte mais importante de um foguete. O objetivo principal deste trabalho é verificar se o modelo numérico atinge resultados semelhantes ao modelo analítico de uma tubeira de um motor de foguete híbrido com e sem a presença de rugosidade e ondulação. O resultado numérico foi satisfatório, pois algumas propriedades do fluxo como pressão, temperatura, densidade, número de Mach, velocidade e espessura da camada limite dentro da tubeira atingiram valores próximos à solução analítica. Neste trabalho também foi possível ver que a rugosidade e ondulação influenciam diretamente no comportamento do fluxo.Submitted by Caroline Botelho Teixeira (carolineteixeira@bce.unb.br) on 2018-03-22T14:28:45Z No. of bitstreams: 3 license_text: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) 2017_DhyandradeAlmeidaPessoa.pdf: 2154029 bytes, checksum: b5d2c525cac04dc97cc1c7eca7e3ec51 (MD5)Approved for entry into archive by Luanna Maia (luanna@bce.unb.br) on 2018-03-23T15:13:27Z (GMT) No. of bitstreams: 3 license_text: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) 2017_DhyandradeAlmeidaPessoa.pdf: 2154029 bytes, checksum: b5d2c525cac04dc97cc1c7eca7e3ec51 (MD5)Made available in DSpace on 2018-03-23T15:13:27Z (GMT). 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This work will analyze the behavior of the air flow inside the nozzle of a hybrid rocket engine, in which this rocket engine under study was built by the Hybrid propulsion group of the University of Brasilia (UnB) in the chemical propulsion laboratory of UnB. In addition to the data provided by the propulsion group, the analytical results calculated in this work will be used to be compared with the results obtained numerically. Before this study, tests were carried out with the rocket motor created by the propulsion group and data as pressure and temperature were measured in these tests. Now with the insertion of the roughness and ripple in the nozzle of this engine will make it possible to investigate the influence of the material and the quality of the surface on the properties of the flow in the nozzle. Therefore, this study will help in choosing the best material for a rocket engine nozzle, since it is the most important part of a rocket. The main objective of this work is to verify if the numerical model achieves results similar to the analytical model of a nozzle of a hybrid rocket engine with and without the presence of roughness and ripple. The numerical result was satisfactory, because some flow properties such as pressure, temperature, density, Mach number, velocity and thickness of the boundary layer inside the nozzle reached values close to the analytical solution. In this work it was also possible to see that the roughness and ripple influence directly the flow behavior.Fluxo viscosoMotores de foguetesFuidosAnálise teórica e experimental do comportamento do fluxo com camada limite dentro da tubeira de um motor de foguete híbridoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis2018-03-23T15:13:27Z2018-03-23T15:13:27Z2017-06-30info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Monografias da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNBORIGINAL2017_DhyandradeAlmeidaPessoa.pdf2017_DhyandradeAlmeidaPessoa.pdfapplication/pdf2154029http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/19723/1/2017_DhyandradeAlmeidaPessoa.pdfb5d2c525cac04dc97cc1c7eca7e3ec51MD51CC-LICENSElicense_urllicense_urltext/plain49http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/19723/2/license_url4afdbb8c545fd630ea7db775da747b2fMD52license_textlicense_textapplication/octet-stream0http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/19723/3/license_textd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD53license_rdflicense_rdfapplication/octet-stream0http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/19723/4/license_rdfd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD54LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain1817http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/19723/5/license.txt21554873e56ad8ddc69c092699b98f95MD5510483/197232018-03-23 12:13:27.274oai:bdm.unb.br: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Biblioteca Digital de Monografiahttps://bdm.unb.br/PUBhttp://bdm.unb.br/oai/requestbdm@bce.unb.br||patricia@bce.unb.bropendoar:115712018-03-23T15:13:27Biblioteca Digital de Monografias da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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