Analiza wymiany ciepła oscylującej płytki w ośrodku amoniaku jako nowej koncepcji wymiennika ciepła w elektrycznych silnikach rakietowych

• Autorzy: Florczuk W. , Kobiera A.

Warianty tytułu

EN

Analysis of the oscillating plate heat exchanger at the ammonia environment as a new concept of heat exchanger for the electric rocket engine

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Elektrotermiczny napęd rakietowy ze względu na prostotę swego działania i konstrukcji jest atrakcyjnym rozwiązaniem dla inżynierów projektujących systemy kontroli położenia satelitów. Ciagłe poszukiwanie nowych rozwiązań oraz stosowanie nowych materiałów konstrukcyjnych znacząco podniosły sprawność obecnych silników rakietowych, w tym elektryczno-termicznych typu "Resistojet" . Nowym rozwiązaniem proponowanym w tego typu napędach jest wymiennik ciepła z oscylującym elementern grzewczym. Dzięki temu termiczna warstwa przyścienna Charakteryzująca się znacznie większą temperaturą niż temperatura przepływającego ośrodka, powstająca na płytce jako elemencie grzewczym, odrywa się, a następnie miesza z pozostałą częścią płynu ogrzewając ją. Wykazano, że istnieje granica częstotliwości oscylacji, która w sposób znaczący poprawia efektywność grzania czynnika roboczego. Badania wykonano w ramach projektu ESA PECS 98104 Gas Resistojet Thruster for Medium Size Satellite Attitude Control.

EN

Electric rocket propulsion belong to the group of rocket engines which use thermal energy converted from electric. This energy conversion is crucial problem for this kind of rocket engines. The electric rocket engines are divided by methods of energy conversion and in this work is presented solution for resistance rocket engines called "resistojet". Resistojets are mostly used as a propulsion for attitude control system of satellite platforms because their simplicity, relative high specific impulse and long work-time duration ability. Recently development of new solutions and new materials have significantly increased the efficiency of energy conversion and decreased losses of thermal energy in resistojets. New solution proposed to the resistojets is heat exchanger with flat plate. The phenomena of thermal boundary layer created on surface of plate is additional intensify by high frequency oscillating. Because of dynamic move the boundary layer is broken and mixed in downstream flow. Mixed fluid increase own temperature and enthalpy that is converted to high velocity in the supersonic nozzle. In this work was shown that there is limitation of frequency oscillation of flat plate to enhance thermal process to heating fluid. This work was done as a part of project "ESA PECS 98104 Gas Resistojet Thruster for Medium Size Satellite Attitude Control".

Słowa kluczowe

PL

silniki rakietowe; elektrotermiczny napęd rakietowy; wymiennik ciepła z oscylującym elementem grzewczym

EN

rocket engines; new concept heat exchanger; oscilating plate heat exchanger

• Wydawca: Wydawnictwa Naukowe Instytutu Lotnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Lotnictwa
• Rocznik: 2011
• Tom: Nr 12 (221)
• Strony: 89--101
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., tab., wzory

Twórcy

autor

Florczuk W.

autor

Kobiera A.

• Instytut Lotnictwa, Warszawa

Bibliografia

• [1] Micropropulsion Technology Assessment for DARWIN, Master’s Thesis, Mikael Kilter, Lulea University of Technology, Department of Space Science, Sweden, 2004.
• [2] INITIAL DESIGN OF A 1N MULTI-PROPELLANT RESISTOJET DUR-1, EUROPEAN CONFERENCE FOR AEROSPACE SCIENCES (EUCASS), K. J. A. Rycek, B. T. C. Zandbergen. Delft University of Technology (DUT), Faculty of Aerospace Engineering, Delft, The Netrlands.
• [3] STL Low Power Technology, SURREY SATTELITE TECHNOLOGY LTD.
• [4] THE DESIGN AND PERFORMANCE OF A 3KW CONCENTRIC TUBE RESISTOJET, R. J. Page, A. Short, NASA, Spetember 1965.
• [5] Definition of A Resistojet Control System For The Manned Orbital Research Laboratory, Final Report, Volume 5, Resistojet Design And Development, R. J. Page, R. A. Short, NASA, May 1968.
• [6] Development and Testing of a Water Microresistojet, Master’s Thesis, A. A. Ferreira, Delft niversity of Technology, Germany, September 2008.