Modelado numérico de la refrigeración regenerativa de motores cohete

Abstract

Tomando como meta la predicción de temperaturas de un motor cohete de combustible líquido, se desarrolló un modelo numérico de su sistema de refrigeración regenerativo. Este sistema está conformado por conductos por los que circula el combustible del motor. Fueron simulados tanto el dominio sólido como el líquido. Utilizando el software FLUENT 6.3, se investigaron diferentes esquemas de modelización y mallado. Se eligió el más adecuado de ellos a partir de un proceso de validación en base a datos bibliográficos de coeficiente de pérdida de carga y coeficiente de transferencia térmica, ambos para flujo turbulento en conductos confinados, en un rango de números de Reynolds adecuado a las condiciones de operación. Además se compararon los perfiles de velocidad y temperatura con modelos empíricos para flujo en conductos. A su vez, fue necesario desarrollar un modelo que simulara la transferencia de calor en base a datos de temperatura de los gases de escape del motor. Este modelo también fue contrastado con información bibliográfica a fin de evaluar su validez. Por último se simula un conducto de refrigeración correspondiente a un motor en particular y se muestran los resultados obtenidos.