مروری بر مطالعات انجام شده بر روی موتور‌ها‌ی رم‌جت‌ و اسکرم‌جت از دیدگاه اگزرژی و انرژی

نوع مقاله : علمی- ترویجی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی / دانشگاه صنعتی مالک اشتر

2 دانشجو‌ی کارشناسی ارشد / مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

چکیده

قانون دوم ترمودینامیک و اگزرژی در تحلیل­‌های سیستم­های پیشرانش موضوع مهمی می‌باشد که در سال­های اخیر به شدت مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. بررسی­‌ها نشان می­‌دهد که تحلیل قانون اول در سیستم‌­های پیشرانش هوایی به تنهایی دارای ارزش و اعتبار علمی پایینی بوده و جهت بررسی دقیق یک سیستم باید قانون دوم و اگزرژی نیز مورد بررسی قرار گیرد. تحلیل ترمودینامیکی موتور‌ها‌ی هوا‌تنفسی ما‌فوق صوت به ویژه موتور‌ها‌ی رم‌جت و اسکرم‌جت با هدف مطالعه بر روی عملکرد آن در دهه‌ اخیر توجه پژوهشگران زیادی را به خود جلب کرده است. در این روش با استفاده از قوانین ترمودینامیکی و تحلیل‌های اگزرژی، موتور‌ها‌ی رم‌جت و اسکرم‌جت به صورت سیستمی مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته و حالت بهینه آنها استخراج می‌شود. هدف عمده این پژوهش بررسی و ارائة آخرین یافته‌ها‌ی تحقیقاتی در این حوزه با تمرکز بر موتورهای رم­جت و  اسکرم­جت می‌­باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Fry, R.S., “A Century of Ramjet Propulsion Technology Evolution”, Journal of Propulsion and Power, Vol. 20, No. 1, pp. 27-58, 2004.
[2]     Pirkandi, J., Mahmoodi, M., Hassanifar, M., and Ommian, M., “Thermodynamic and Exergical Modeling and Analysis of a Turbojet Engines without Afterburner”, University of Tabriz, Journal of Mechanical Engineering, Vol. 49, No. 2, pp. 31-40, 2019.
[3]     Balli, O., Aras, H., Aras, N., and Hepbasli, A., “Exergetic and Exergoeconomic Analysis of an Aircraft Jet Engine (AJE)”, International Journal of Exergy, Vol. 5, No’s. 5/6, pp.567–581, 2008.
[4]     Aliehyaei, M., Anjiridezfuli, A., and Rosen, M., “Exergetic Analysis of an Aircraft Turbojet Engine with an Afterburner”, Journal of Thermal Science, Vol. 17, No. 4, pp. 1181-1194, 2013.
[5]     Turgut, E.T., Karakoc, H., and Hepbasli, A., "Exergy Analysis of a Turbofan Engine: Cf6-80." 3rd International Green Energy Conference, Sweeden, 2007.
[6]     Latypov, A.F., “Exergy Analysis of Ramjet”, Thermophysics and Aeromechanics, Vol. 16, No. 2, pp. 303-313, 2009.
[7]     Qin, J., Zhou, W., Bao, W., and Yu, D., “Thermodynamic Analysis and Parametric Study of a Closed Brayton Cycle Thermal Management System for Scramjet”, International Journal of Hydrogen Energy, Vol. 35, No. 1, pp. 356-364, 2010.
[8]     Qin, J., Zhou, W., Bao, W., and Yu, D., “Thermodynamic Optimization for a Scramjet with Re-cooled Cycle”, Acta Astronautica, Vol. 66, No. 9-10, pp. 1449-1457, 2010.
[9]     Qin, J., Zhou, W., Bao, W., and Yu, D., “Thermodynamic Analysis for a Chemically Recuperated Scramjet”, Journal of Science China Technological Sciences, Vol. 55, No. 11, pp. 3204-3212, 2012.
[10] Yang, Y. and He, M., “Thermodynamic Cycle Analysis of Ramjet Engines Using Magnesium-based Fuel”, Aerospace Science and Technology, Vol. 22, No. 1, pp. 75-84, 2012.
[11]   Yang, Q., Chang, J., and Bao, W., "Thermodynamic Analysis on Specific Thrust of the Hydrocarbon Fueled Scramjet", Energy, Vol. 76, pp. 552-558, 2014.
 
[12]   Zhang, D., Yang, Sh., Zhang, S., Qin, J., and Bao, W., “Thermodynamic Analysis on Optimum Performance of Scramjet Engine at High Mach Numbers”, Energy, Vol. 90, pp. 1046-1054, 2015.
[13]   Ou, M., Yana. L., Tang, J.-f., Huanga, W., Chenc, X.-q., “Thermodynamic Performance Analysis of Ramjet Engine at Wide Working Conditions”, Journal of Acta Astronautica, Vol. 132, pp. 1-12, 2017.
[14]   Cheng, K., Feng, Y., Jiang, Y., Zhang, S., Qin, J., Zhang, D., and Bao, W., “Thermodynamic Analysis for Recuperation in a Scramjet Nozzle with Wall Cooling”, Applied Thermal Engineering, Vol. 121, pp. 153-162, 2017. 
[15]   Şöhret, Y., Ekici, S., and Karakoc, T.H., “Using Exergy for Performance Evaluation of a Conceptual Ramjet Engine Burning Hydrogen Fuel”, International Journal of Hydrogen Energy, Vol. 43, No. 23, pp. 10842-10847, 2018.
[16]   Ou, M., Yan, L., Huang, W., and Chen, X.-q., “Thermodynamic Performance Analysis of Scramjet at Wide Working Condition”, 7th Europian Conference for Aeronautics and Space Science (EUCASS), Milan, Italy, 2017.
[17]   Ayaz, S.K. and Altuntaş, Ö., “Assessment of a Ramjet Engine for Different Mach Numbers”, International Journal of Sustainable Aviation, Vol. 3, No. 4, pp. 325-340, 2017.
[18]   Ji, Z., Wang, B., and Zhang.  H., “Steady State Characteristics of Scramjet Engines Using Hydrogen for High Mach Numbers”, 21st AIAA International Space Planes and Hypersonics Technologies Conference, Xiamen, China, 2017.
[19]   Ma, W., Yin, Z., Pan, C., Li, B., and Zhang, H., “Thermodynamics Cycle Analysis of a One-Dimensional Scramjet Model in Different Combustion Modes”, 21st AIAA International Space Planes and Hypersonics Technologies Conference, Xiamen, China, 2017.
[20]   Xiong, Y., Qin, J., Cheng, K., and Wang, Y., “Influence of Water Injection on Performance of Scramjet Engine” Energy, Vol. 201, p. 117477, 2020.