بررسی عددی تاثیر درجه مافوق گرمی بر پدیده چگالش غیر تعادلی و اندازه شعاع قطرات در نازلهای مافوق صوت

پدیده چگالش غیر تعادلی در نازلهای مافوق صوت به دلیل آزادسازی گرمای نهان و تشکیل شوک چگالشی تاثیر چشمگیری بر کارایی و عملکرد آیرودینامیکی نازل ها دارد. در این پژوهش تاثیر تغییرات درجه مافوق گرمی بر فرآیند جوانه زنی و شکل گیری فاز مایع در یک نازل همگرا - واگرا به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از یک مدل سازی دوفازی و حل معادلات حاکم بر سیال تراکم پذیر در رژیم مادون سرد، تغییرات نرخ جوانه زنی و موقعیت تشکیل ابر قطرات مایع در ازای مقادیر مختلف دمای ورودی شبیه سازی شد. نتایج نشان می دهد که افزایش درجه مافوق گرمی با به تاخیر انداختن شروع فرآیند هسته زایی موجب عقب نشینی شوک چگالشی به سمت خروجی نازل می گردد. این جابه جایی تاثیر مستقیمی بر توزیع فشار، کسر جرمی فاز مایع و در نهایت اتلافات انرژی در نازل دارد. یافته های این تحقیق راهکارهای موثری برای بهینه سازی عملکرد سیستم های بخار در شرایط عملیاتی مختلف ارائه می دهد.

کلیدواژه ها:

جریان مافوق صوت ، چگالش غیر تعادلی ، نازل همگرا واگرا ، درجه مافوق گرمی ، شوک چگالشی