[AR] Thermal/Cooling Questions in Liquid Rocket Engines

  • From: "Graham Sortino" <dmarc-noreply@xxxxxxxxxxxxx> (Redacted sender "gnsortino" for DMARC)
  • To: Arocket List <arocket@xxxxxxxxxxxxx>
  • Date: Sat, 26 Nov 2016 16:47:00 +0000 (UTC)

Hi -

I was reading through the heat transfer / cooling sections in Huzel and Huang 
and I wanted to ask two questions, which I’m struggling a bit with:

   
   - Huzel and Huang (Fig 4-29 and equation 4-18) p87 
https://books.google.com/books?id=TKdIbLX51NQC&lpg=PA86&ots=slcX6Gcpta&dq=thermal%20resistance%20of%20carbon%20deposits&pg=PA87#v=onepage&q=thermal%20resistance%20of%20carbon%20deposits&f=false
 discusses adjusting the gas side heat transfer coefficient based on thermal 
deposits for hydrocarbon fuels such as RP-1. The units they use to describe for 
thermal deposits are in2*sec*oR/Btu. I would like to translate this into the 
units used by RPA mainly W/m*K and thickness of deposits mm. Unfortunately, I’m 
not familiar enough with the Imperial units convention used in this book or how 
to convert them to metric thermal and thickness.
   - Also in Huzel & Huang p100 & p101 
https://books.google.com/books?id=TKdIbLX51NQC&lpg=PA100&ots=slcX6Kfrx6&dq=mixture-ratio%20bias&pg=PA100#v=onepage&q=mixture-ratio%20bias&f=false
 there is an interesting section on Mixture-Ratio Bias. In short it talks about 
changing the mixture ratio in the outer ring of injectors to be fuel rich (as 
opposed to doing more traditional film cooling) and notes that it leads to a 
very significant decrease in heat flux with no noticeable drop in performance. 

In regards to #2, I’m working on a LOX/Kerosene 500 lbf engine running at a 
1.8:1 mixture ratio and I’m very tempted to try this but I wanted to see if 
anyone has experience or advice with this? I'm not sure that I recall anyone on 
Arocket who mentioned using this injector patter but it seems like it could be 
quite beneficial. Essentially, what I was thinking of doing is as follows:
Inner Injector Rings:
60% Kerosene Flow / 70% LOX = 2.1:1 mixture ratio
Either unlike triplet or like doublet configuration
Outer Injector Ring:
40% Kerosene Flow / 30% LOX = 1.35:1 mixture Ratio
Unlike doublet configuration

Kind Regards,Graham

Other related posts: