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Cavitation Prediction in the LUMEN LCH4 Pump

Groll, Christopher und Traudt, Tobias und Oschwald, Michael und Schlechtriem, Stefan (2021) Cavitation Prediction in the LUMEN LCH4 Pump. 11th International Symposium on Cavitation, 10-13 May 2021, Daejon, Korea.

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Kurzfassung

This paper presents efforts made to predict cavitation within the centrifugal propellant pumps of the LUMEN (Liquid Upper stage deMonstrator ENgine) open expander cycle breadboard rocket engine. Specifically, the occurrence of cavitation within the fuel pump is examined. This is of interest as cavitation influences both the operating behavior of the pump as well as its operational safety. To facilitate the definition of an appropriate inlet pressure in upcoming tests and enhance the turbopump design capabilities at DLR, the functionality of the Ansys CFX flow solver is extended to account for the thermodynamic effect which significantly influences cavitation in liquids close to the critical point. The implemented model is validated against experimental data from literature and good agreement is shown. The cavitation model is applied to flow simulations of the LCH4 pump for its design operating point. It is found that the total inlet pressure must not decrease below 7 bar in order to limit cavitation while ensuring the generation of the head required by the engine.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/191453/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Anderer)
Titel:Cavitation Prediction in the LUMEN LCH4 Pump
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Groll, ChristopherChristopher.Groll (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9183-7081134252396
Traudt, TobiasTobias.Traudt (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0206-0483NICHT SPEZIFIZIERT
Oschwald, MichaelMichael.Oschwald (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9579-9825NICHT SPEZIFIZIERT
Schlechtriem, StefanDLR Lampoldshausen, Institut für Raumfahrtantriebehttps://orcid.org/0000-0002-3714-9664NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2021
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Turbopump, Cavitation, Liquid Methane, Rocket Engine, LUMEN
Veranstaltungstitel:11th International Symposium on Cavitation
Veranstaltungsort:Daejon, Korea
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:10-13 May 2021
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Raumtransport
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RP - Raumtransport
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt LUMEN (Liquid Upper Stage Demonstrator Engine)
Standort: Lampoldshausen
Institute & Einrichtungen:Institut für Raumfahrtantriebe > Raketenantriebe
Hinterlegt von: Groll, Christopher
Hinterlegt am:02 Dez 2022 08:13
Letzte Änderung:03 Mai 2023 16:48

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