بررسی نتایج مدلسازی چندشعاعی با مدل تکشعاعی در جریان بخار اب چگالشی در نازل همگرا-واگرای مافوق صوت
چکیده
بخارآب در توربین‌های کم‌فشار به‌علت مافوق‌سرد شدن باعث پدیده جوانهزایی می‌شود. در اکثر این مدلسازی‌ها برای محاسبه شعاع قطرات از مدل تکشعاعی جهت کاهش محاسبات استفاده می‌شود. شواهد آزمایشگاهی در مورد جریان‌های چگالشی حتی یک‌بعدی وجود اندازه چندگانه شعاع‌قطرات را اثبات می‌نماید. در این مقاله جهت واقعی‌تر شدن مدل رشد قطرات از روش چندشعاعی با استفاده از معادله جوانهزایی کلاسیک اصلاح شده و روش یک‌بعدی با حل تقریبی HLL برای مسئله ریمان استفاده می‌شود. بدین‌منظور برای محاسبه روش چندشعاعی رشد قطرات، برای اولین‌بار مدل ساده‌ای را درروش اویلری-اویلری ارائه می‌گردد. در این روش ابتدا تعدادی حجمکنترل در منطقه جوانهزایی لحاظ شده که قطراتی که در هریک از این حجمکنترلها تولید می‌شوند را در گروهی قرار می‌دهد و سپس قطرات جدیدی که در سایر حجمکنترلهای بعدی تولید می‌گردد را با استفاده از نسبت تعداد قطرات در هریک از گروه‌های موجود جهت ادغام قطرات‌جدید با این‌گرو‌ه‌ها و همچنین جهت ثابت ماندن تعداد گروه‌ها، توزیع می‌کند. این گروه‌ها به صورت جداگانه تا انتهای نارل رشد می‌کنند و هرکدام از این گروه‌ها دارای رطوبت، دما، تعداد‌قطرات و شعاع خود می‌باشند. بر طبق نتایج درمدل چندشعاعی پیشنهادی مقدار جوانهزایی و تعداد قطرات بیشتر از مدل تکشعاعی است ولی مقدار شعاع‌متوسط قطرات کمتر از مدل تکشعاعی و به شعاع‌تجربی نازل مور با تفاوت 10 درصدی بسیار نزدیکتر است. هردو مدل از نظر توزیع فشار تطابق خوبی با نقاط تجربی دارد ولی در مجموع مدلسازی به روش چندشعاعی پیشنهادی به ویژه از نظر نزدیکتر شدن شعاع قطرات به نتیجه آزمایشگاهی به مراتب دقیق‌تر است.
کلید واژگان
چندشعاعی""تکشعاعی"
"جوانهزایی"
"رشد قطره"
"گروه قطراه"
شماره نشریه
3تاریخ نشر
2017-05-011396-02-11
ناشر
دانشگاه تربیت مدرسسازمان پدید آورنده
دانشجوی کارشناسی ارشد تبدیل انرژی دانشگاه فردوسی مشهداستاد هیات علمی-دانشگاه فردوسی مشهد
شاپا
1027-59402476-6909
