MÉTODOS NUMÉRICOS EN INGENIERÍA V
J. M. Goicolea, C. Mota Soares, M. Pastor y G. Bugeda (Eds.)
© SEMNI, España 2002
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SIMULAÇÃO NUMÉRICA DE JACTOS SUPERCRÍTICOS
M.A.R. Silvestre, A.R.R. Silva, R.A.F. Rosário, I. Gökalp e J.M.M. Barata
Universidade da Beira Interior
Departamento de Ciências Aeroespaciais
Rua Marquês d’Ávila e Bolama
6201-001 Covilhã, Portugal
e-mail: jbarata@ubi.pt, web http://aeroterm.ubi.pt
Palavras chave: Jactos de densidade fortemente variável, Jactos criogénicos.
Resumo. Este trabalho é dedicado ao estudo de jactos criogénicos de azoto em condições
sub- e supercríticas. Ultimamente, tem-se observado uma tendência generalizada para o
aumento da pressão nas câmaras de combustão de foguetes, de turbinas de gás e motores
diesel, com vista ao aumento das forças propulsivas, potência e rendimento. Nestas
condições, o fluido injectado pode ficar sujeito a pressões que excedem as pressões
críticas dos combustíveis, tendo o trabalho experimental de Chehroudi et al. [1] revelado
grandes semelhanças com o escoamento de um jacto gasoso. Este artigo reporta uma
investigação, cujo objectivo é avaliar as capacidades de um método computacional
desenvolvido para o caso de escoamentos incompressíveis, mas de densidade variável,
quando aplicado ao caso de condições supercríticas. Os cálculos foram comparados com
teorias e com os dados experimentais disponíveis, para jactos líquido/gasosos e camadas de
corte, tendo-se observado uma boa concordância para diferentes razões de densidade As
taxas de crescimento dos jactos têm aproximadamente o mesmo valor do que jactos
turbulentos de densidade variável, mas para pressões críticas. O método revelou, portanto,
grandes capacidades para o estudo da injecção de jactos criogénicos.