اهميت سپرهای حرارتی در صنایع موشکی و فضائی بسیار زیاد است، به گونه ای كه عدم کارکرد مطلوب آن ها میتواند منجر به ایجاد خسارات عظیم و جبران ناپذیری گردد و کارایی کل سیستم را تحت تاثیر خود قرار دهد. از آنجایی که دمای این سپرها در هنگام ورود به جو به علت گرمایش آیرودینامیکی بسیار بالا می رود لازم است این حرارت توسط سپرهای حرارتی دفع شود. به دلیل اینکه انجام آزمایشات تجربی برای انتخاب سپر حرارتی مناسب برای ماموریت مورد نظر هزینههای سرسام آوری را به دنبال دارد در این پژوهش سعی شده است یک مدل نسبتا واقعی از رفتار حرارتی این تجهیزات ارائه شود. در پروژه پیشرو پس از معرفی انواع سپرهای حرارتی، سپر حرارتی فداشونده به عنوان گزینه ی مطلوب و مناسب برای اهداف نظامی و فضایی انتخاب شده است. از بین مواد فداشونده، PICA به عنوان ماده ی به کار رفته در ساختار سپر حرارتی انتخاب شد.
در مرحله ی مدل سازی فرض شده است حرارتی که به سپر حرارتی اعمال می شود از مکانیزم های مختلف همچون فرسایش سطح، تشعشع و انتقال حرارت جابجایی تلف شود. بعد سیستم با توجه به هندسه ی نمونه و پدیدههای فیزیکی حاکم، به صورت دو بعدی از نوع متقارن محوری لحاظ شده است. معادلاتی که برای مدل سازی سپر حرارتی در نظر گرفته شده اند وابسته به زمان هستند و به عبارت دیگر مساله ناپایاست. برای حل عددی معادلات مدل از نرم افزار کامسول ( COMSOL ) بهره گرفته شده است. نرم افزار کامسول ( COMSOL ) به عنوان یک نرم افزار تجاری از روش المان محدود برای گسسته سازی معادلات استفاده می کند. برای شبکه بندی مدل از المان ها یا مش های چهارضلعی استفاده شده است که تعداد این المان ها با استفاده از روش استقلال حل از شبکه 1332 عدد تعیین شد. پس از اعتبار سنجی مدل توسط نتایج آزمایشات تجربی، روش تعیین ضخامت بهینهی سپر بیان شده است (با توجه به دمای آستانه). به عنوان مثال در شار حرارتی نقطه ی سکون 237 وات بر سانتیمترمربع، فشار 25/4 کیلوپاسکال و زمان اعمال حرارت 35 ثانیه ضخامت بهینه برابر 2/53 سانتیمتر تعیین شد. همچنین مکانیزمهای فرسایش و تشعشع در دفع حرارت مورد مقایسه قرار گرفته و مشخص شد که سهم تشعشع در حدود 10% سهم فرسایش می باشد.
مشخصات کلی | |
تعداد صفحات | 75 |
حوزه تخصصی رشته 1 | مبدل های حرارتی |
تعداد صفحات محصول | 60-80 |
فیلم آموزشی | دارد |
معرفی متغیر های ورودی نرم افزار | دارد |
نمودارهای خروجی | دارد |
زبان برنامه نویسی | |
زبان برنامه نویسی اول | COMSOL |
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Aliquam iaculis egestas laoreet. Etiam faucibus massa sed risus lacinia in vulputate dolor imperdiet. Curabitur pharetra, purus a commodo dignissim, sapien nulla tempus nisi, et varius nulla urna at arcu.Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Aliquam iaculis egestas laoreet. Etiam faucibus massa sed risus lacinia in vulputate dolor imperdiet. Curabitur pharetra, purus a commodo dignissim, sapien nulla tempus nisi, et varius nulla urna at arcuLorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Aliquam iaculis egestas laoreet. Etiam faucibus massa sed risus lacinia in vulputate dolor imperdiet. Curabitur pharetra, purus a commodo dignissim, sapien nulla tempus nisi, et varius nulla urna at arcu.