Zur koaxialen Flüssigkeitszerstäubung im Hinblick auf die Treibstoffaufbereitung in Raketentriebwerken

Abstract

Es wird die Injektion, Zerstäubung und Vermischung der Treibstoffe in kryogenen Raketentriebwerken theoretisch und experimentell untersucht. In den theoretischen Betrachtungen werden mit linearen und nichtlinearen analytischen bzw. numerischen Methoden Phänomene wie Oberflächen- und Strahlstabilität, Flüssigkeitsstrahlturbulenz, Tropfenbildung, Tropfenzerfall und Tropfendispersion im Hinblick auf deren Bedeutung für den Aufbereitungsvorgang erläutert. Durchführung und Ergebnisse experimenteller Untersuchungen, die in erster Linie der Erfassung von Morphologie und Strömungsmechanik des Zerstäubungs- und Vermischungsvorgangs dienen und in Form von parametrischen Studien mit den Diagnostikmethoden Kurzzeit- und Hochgeschwindigkeitsphotographie erfolgen, werden dargestellt. Ein theoretisches Modell zur Simulation des Zerfallsvorgangs und der sichanschliessenden Tropfenströmung wird vorgestellt und erzielte Ergebnisse mit Messungen verglichen.