Análise dos processos da propulsão e da transferência de calor de um motor-foguete híbrido

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Martins, Paulo Gabriel Cunha
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/10483/19775
Resumo: Trabalho de Conclusão de Curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, 2017.
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spelling Martins, Paulo Gabriel CunhaShynkarenko, OlexiyMARTINS, Paulo Gabriel Cunha. Análise dos processos da propulsão e da transferência de calor de um motor-foguete híbrido. 2017. 91 f., il. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Aeroespacial)—Universidade de Brasília, Brasília, 2017.http://bdm.unb.br/handle/10483/19775Trabalho de Conclusão de Curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, 2017.O trabalho presente é dedicado ao desenvolvimento de duas simulações numéricas, uma sobre o comportamento do fluido durante o processo da propulsão e a outra sobre o processo de transferência de calor gerada pelo fluido para os materiais do motor-foguete híbrido. Estas foram validadas com os resultados obtidos em um teste estático do motorfoguete híbrido SARA. A primeira análise é uma simulação sobre a transferência de calor dos fluidos produtos da combustão para os materiais da tubeira. Foi realizada a análise da transferência de calor transiente utilizando as geometrias de algumas partes do motor-foguete híbrido e da tubeira em um software de volume finitos. Como parâmetros de análise, foram considerados a temperatura inicial do sistema, os materiais da estrutura e a curva de temperatura obtida experimentalmente. Através do método inverso explicado neste trabalho na seção 3.3, foi possível a obtenção dos fluxos de calor por unidade de área em cada região considerada e também as temperaturas na região interior de todo volume de controle. A segunda simulação analisa o fluido dentro de um motor-foguete híbrido e tubeira durante o início da propulsão. Foi empregado nesta simulação as condições de contorno do projeto deste motor. Esta simulação foi validada com base na pressão medida experimentalmente, e também, comparando o comportamento da chama do caso real com a simulação, através da medição da reentrada de ar na tubeira. Essas simulações foram validadas com os dados obtidos experimentalmente pelo Laboratório de Propulsão Química da Universidade de Brasília. Com os resultados das duas simulações, foi possível o cálculo do coeficiente de transferência de calor por convecção do fluido para os materiais no início da propulsão. Graças a validação dessas simulações, a abordagem de outros resultados que são impraticáveis de serem obtidos na forma experimental mas estão disponíveis nos modelos numéricos, possibilitam a introdução de outros estudos, como os tópicos dos materiais isolantes, análise das propriedades do fluido, dentre outros.Submitted by Caroline Botelho Teixeira (carolineteixeira@bce.unb.br) on 2018-03-22T13:46:14Z No. of bitstreams: 3 license_text: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) 2017_PauloGabrielCunhaMartins_tcc.pdf: 6682966 bytes, checksum: ec6284c677e00ad7e093a3208f3b74b8 (MD5)Approved for entry into archive by Luanna Maia (luanna@bce.unb.br) on 2018-03-29T13:08:59Z (GMT) No. of bitstreams: 3 license_text: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) 2017_PauloGabrielCunhaMartins_tcc.pdf: 6682966 bytes, checksum: ec6284c677e00ad7e093a3208f3b74b8 (MD5)Made available in DSpace on 2018-03-29T13:08:59Z (GMT). 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The parameters of analysis were the initial temperature of the system, the materials of the structure and the temperature curve obtained experimentally. The inverse method, explained in this paper in section 3.3, allowed to obtain the heat fluxes per unit area in each region considered as well as the temperatures in the inner region of each control volume. The second simulation is responsible for analyzing the fluid inside the hybrid rocket engine and nozzle at the beginning of the propulsion process. The boundary conditions of the engine design were applied in this simulation. The validation was based on the experimentally measured pressure, as well as comparing the behavior of the flame of the real case with the simulation, by measuring the reentry of airflow in the nozzle. These simulations were compared and verified with the data obtained experimentally by the Laboratory of Chemical Propulsion of the University of Brasília. With the results of the two authenticated simulations, it was possible to calculate the heat transfer coefficient by convection of the fluid to the materials at the beginning of the propulsion. Thanks to the validation of these simulations, the approach of other impossible results to be obtained in the experimental form, but available in numerical models, allows the introduction of other studies in some subjects, such as in the topics of insulating materials, in the analysis of the fluid, among others.Calor - transmissãoMotores de foguetesVeículos espaciais - sistemas de propulsãoAnálise dos processos da propulsão e da transferência de calor de um motor-foguete híbridoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis2018-03-29T13:08:59Z2018-03-29T13:08:59Z2017-07-14info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Monografias da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNBORIGINAL2017_PauloGabrielCunhaMartins_tcc.pdf2017_PauloGabrielCunhaMartins_tcc.pdfapplication/pdf6682966http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/19775/1/2017_PauloGabrielCunhaMartins_tcc.pdfec6284c677e00ad7e093a3208f3b74b8MD51CC-LICENSElicense_urllicense_urltext/plain49http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/19775/2/license_url4afdbb8c545fd630ea7db775da747b2fMD52license_textlicense_textapplication/octet-stream0http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/19775/3/license_textd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD53license_rdflicense_rdfapplication/octet-stream0http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/19775/4/license_rdfd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD54LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain1817http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/19775/5/license.txt21554873e56ad8ddc69c092699b98f95MD5510483/197752018-03-29 10:08:59.904oai: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:115712018-03-29T13:08:59Biblioteca Digital de Monografias da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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