[en] DETERMINATION, USING THE PIV TECHNIQUE, OF THE VELOCITY DISTRIBUTION OF DROPLETS IN A JET-SWIRL INJECTOR FOR USE IN ROCKET THRUSTER

[pt] DETERMINAÇÃO, USANDO A TÉCNICA PIV, DA DISTRIBUIÇÃO DE VELOCIDADE DE GOTAS EM INJETOR JATO-CENTRÍFUGO DE MOTOR FOGUETE

[pt] ISABEL PACHECO BRASIL DE MATOS

[pt] ESTUDO EXPERIMENTAL

[pt] SPRAYS

[pt] VELOCIDADE DE GOTAS

[pt] INJETOR JATO-CENTRIFUGO

[pt] PIV

[en] EXPERIMENTAL STUDY

[en] SPRAYS

[en] DROPLETS VELOCITY

[en] JET-SWIRL INJECTOR

[en] PIV

[pt] Um foguete é um veículo de transporte, tanto de carga quanto de tripulação. Os motores de foguetes são utilizados amplamente em vôos espaciais, nos quais sua grande potência e capacidade de operar no vácuo são essenciais, mas também podem ser empregados para movimentar mísseis, aeroplanos e automóveis. O sistema de propulsão de um foguete (geral) é conhecido como o motor do foguete, e possui como objetivo final gerar empuxo. Em propulsores bipropelentes líquidos, um sistema de pressurização empurra os propelentes armazenados nos tanques para a câmara de combustão, onde os produtos resultantes da combustão são acelerados por meio de um bocal convergente-divergente, gerando empuxo. Os injetores são dispositivos responsáveis pela injeção, atomização e mistura dos propelentes na proporção correta dentro da câmara de combustão de um motor-foguete, e o injetor jato-centrífugo utilizado nesse trabalho pode ser empregado para essa finalidade. O objetivo geral deste trabalho é determinar experimentalmente a distribuição da velocidade de gotas de spray provenientes de um injetor jato-centrífugo, utilizando a técnica de Velocimetria Por Imagem de Partículas (PIV), e água como único fluido de estudo. Para isso, utilizou-se uma bancada experimental especialmente adaptada para atender as necessidades do experimento, contendo o sistema de alimentação do líquido e o de PIV. Como resultado, obteve-se campos de velocidade que foram pós-processados e resultaram em um campo vetorial com boa resolução espacial, que se acredita que melhor representa a distribuição de velocidade das gotas. Obteve-se também o módulo dos vetores encontrados.

[en] A rocket is a vehicle capable of transporting both cargo and crew. Rocket engines are widely used in space flights, where their great power and ability to operate in a vacuum are essential, but they can also be used to move missiles, airplanes and cars. The propulsion system of a rocket is known as the rocket motor, and its ultimate goal is to generate thrust. In liquidpropellant rockets, a pressurizing system pushes the propellants stored in the tanks into the combustion chamber, where the combustion gases are accelerated in a convergent-divergent nozzle, generating thrust. Injectors are devices responsible for the injection, atomization and mixing of propellants in the correct proportion within the combustion chamber of a rocket motor, and the jet-swirl injector used in this work may be employed for this purpose. The general objective of this work is to experimentally determine the velocity distribution of spray droplets from a jet-swirl injector, using the Particle Image Velocimetry (PIV) technique, and water as the only study fluid. For this purpose, an experimental bench was specially adapted to meet the needs of the experiment, containing the liquid feed system and the PIV system. As a result, we obtained velocity fields that were post-processed and resulted in a vector field with good spatial resolution, which is believed to best represent the velocity distribution of the droplets. It was also obtained the modules of the vectors found.

LUIS FERNANDO FIGUEIRA DA SILVA

FERNANDO DE SOUZA COSTA

2019-09-23

[pt] TEXTO

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.45524