Návrh hydrauliky a CFD výpočet palivového čerpadla na tekutý kyslík v rámci projektu MPO FV-TRIO

Hydraulic design and CFD simulation of the fuel pump for liquid oxygen (LOX)

souhrnná výzkumná zpráva - smluv. výzkum

cs

Tato zpráva pojednává o procesu návrhu geometrie hydraulických částí palivového čerpadla pro raketové motory v rámci projektu Ministerstva průmyslu a obchodu (MPO) s evidenčním číslem FV40386 (Název projektu: Výzkum elektricky poháněného palivového čerpadla pro raketové motory nové generace; Příjemce účelové podpory je Frentech Aerospace s.r.o. a dalšími účastníky projektu jsou Sobriety s.r.o a Vysoké učení technické v Brně – Fakulta strojního inženýrství.) Tato výzkumná zpráva navazuje na předchozí zprávu číslo VUT-EU 13303-QR-20-19 s názvem „Návrh hydrauliky oběžného kola palivového čerpadla pro raketové motory nové generace v rámci projektu v programu TRIO – FV40386“, kde byly prezentované výsledky předběžného návrhu oběžného kola tohoto čerpadla. S ohledem na vývoj projektu a postup prací je v této zprávě prezentován finální návrh geometrie všech hydraulických částí – oběžné kolo, spirála a prostory mezi statorem a rotorem včetně těsnících kruhů. Pro tuto finální geometrii byly provedeny detailní CFD výpočty – nestacionární s uvažováním fázové přeměny kapalného kyslíku na plynný. Dále je diskutována problematika hřídelové ucpávky ve smyslu průtoku spárou, nastaveným tlakovým spádem a velikostí axiální síly.

Tato zpráva pojednává o procesu návrhu geometrie hydraulických částí palivového čerpadla pro raketové motory v rámci projektu Ministerstva průmyslu a obchodu (MPO) s evidenčním číslem FV40386 (Název projektu: Výzkum elektricky poháněného palivového čerpadla pro raketové motory nové generace; Příjemce účelové podpory je Frentech Aerospace s.r.o. a dalšími účastníky projektu jsou Sobriety s.r.o a Vysoké učení technické v Brně – Fakulta strojního inženýrství.) Tato výzkumná zpráva navazuje na předchozí zprávu číslo VUT-EU 13303-QR-20-19 s názvem „Návrh hydrauliky oběžného kola palivového čerpadla pro raketové motory nové generace v rámci projektu v programu TRIO – FV40386“, kde byly prezentované výsledky předběžného návrhu oběžného kola tohoto čerpadla. S ohledem na vývoj projektu a postup prací je v této zprávě prezentován finální návrh geometrie všech hydraulických částí – oběžné kolo, spirála a prostory mezi statorem a rotorem včetně těsnících kruhů. Pro tuto finální geometrii byly provedeny detailní CFD výpočty – nestacionární s uvažováním fázové přeměny kapalného kyslíku na plynný. Dále je diskutována problematika hřídelové ucpávky ve smyslu průtoku spárou, nastaveným tlakovým spádem a velikostí axiální síly.

This reports summarizes the design procedure of the fuel pump geometry for rocket engines within project of Ministry of Industry and Trade with evidence number FV40386 and project name: „Research of an electrically powered fuel pump for the next generation rocket engines“. The project work within year 2020 is summarized. Final geometry drawing and detailed CFD simulations with phase change from LOX to gas phase are presented.

palivové čerpadlo; CFD; návrh hydrauliky; raketové motory

fuel pump; hydraulic design; LOX; rocket engine

28.12.2020

16