تاثیر اصلاح تنش‌سطحی قطره بر جوانه‌زایی جریان چگالشی بخار آب
چکیده
تاکنون تحقیقات زیادی برروی پدیده چگالش بخار آب در نازل‌ها و پره‌های ثابت توربین بخار انجام شده است. در اکثر این مدل‌سازی‌ها از تنش‌سطحی سطح صاف بجای تنش‌سطحی قطره که علاوه بر دما وابسته به شعاع آن نیز می‌باشد، استفاده شده است که یکی از دلایل مهم آن عدم دقت لازم در روابط پیشنهادی محاسبه تنش‌سطحی سطح کروی قطره می‌باشد. اخیراً کالوا با برازش نتایج برگرفته از حل دقیق معادله گیبس-تولمن-کنیگ-باف رابطه‌ای را برای محاسبه تنش‌سطحی قطره که قاعدتاً کمتر از تنش‌سطحی سطح صاف می‌باشد، پیشنهاد داده است. در این پژوهش برای اولین بار تاثیر این رابطه بر معادله جوانه‌زایی کلاسیک اصلاح شده برای جریان چگالشی بخار آب در یک کانال همگرا-واگرا مافوق صوت تحقیق شده است. از آنجا که ضریب تولمن (δ) در معادله تنش‌سطحی کالوا یک پارامتر مهم محسوب می‌شود، در این تحقیق برای اولین بار با برازش داده‌های برگرفته از زنجیره معادلات تولمن یک معادله برای تغییرات ضریب تولمن با دمای قطره نیز پیشنهاد شده است. تنش‌سطحی وابسته به شعاع و دمای کالوا علاوه بر تاثیر مستقیم در شعاع بحرانی قطرات، در بدست آوردن انرژی آزاد بحرانی قطره نیز تاثیر‌گذار می‌باشد که تاثیر هردو آنها برای اولین بار در معادله جوانه‌زایی کلاسیک اصلاح شده بررسی شده است. اعمال اصلاح تنش‌سطحی قطره پیشنهادی کالوا و همچنین استفاده از معادله پیشنهادی تغییرات دمایی ضریب تولمن در مدل‌سازی تحلیلی یک‌بعدی جریان آدیاباتیک مافوق صوت، باعث بهبود نتایج به میزان 12 درصد در شعاع نهایی قطرات و 5 درصد در توزیع فشار در منطقه شوک میعان شده است.
کلید واژگان
جریان چگالشی بخارتنش سطحی
اصلاح کالوا
جوانه‌زایی
ضریب تولمن
شماره نشریه
2تاریخ نشر
2016-04-011395-01-13
ناشر
دانشگاه تربیت مدرسسازمان پدید آورنده
دانشگاه فردوسی مشهداستادیار گروه مکانیک دانشگاه حکیم سبزواری
دانشگاه فردوسی مشهد
شاپا
1027-59402476-6909
