بررسی اثرات تلفیق قطرات در جریان‌های بخار چگالشی

جریان‌های چگالشی درون نازل‌ها و پره های توربین‌های بخار همواره موضوع بسیاری از پژوهش‌ها می باشد. ایجاد فاز مایع در جریان بخار باعث تغییرات قابل‌ملاحظه‌ای در جریان می گردد. آزاد شدن ناگهانی گرمای نهان در جریان مافوق صوت بخار به‌علت جوانه زایی قطرات مایع و تغییر فاز باعث ایجاد پدیده مهم شوک چگالش یا میعان می شود. مدل‌سازی این‌گونه جریان‌ها که بخار به‌علت خارج شدن از حالت تعادل، ابتدا مافوق سرد و سپس به فاز مایع تبدیل می شود، بسیار پیچیده است و عدم قطعیت‌های متعددی کماکان وجود دارد. یکی از مواردی که می‌تواند مدل‌سازی این‌گونه جریان‌های دوفازی را کامل کند، بحث تلفیق یا چسبیدن قطرات مایع می باشد که در این تحقیق مدل تلفیق مناسب به‌روش تحلیلی (ریاضی) یک‌بعدی آدیاباتیک برای اولین بار اضافه می‌شود. در کانا‌‌ل‌های هم‌گرا- واگرای مافوق صوت که جریان از یک منبع ساکن به‌صورت یونیفرم (یکنواخت) منبسط می‌شود، عوامل به‌وجود آمدن تلفیق به‌مانند توربولنسی(از جمله به‌علت جوانه‌زایی و شوک میعان و ارتعاشات تجهیزات آزمایشگاهی) هر چند محدود می‌توانند وجود داشته باشند. در این تحقیق پدیده تلفیق با استفاده از مدل پرینس و بلنچ در سه نازل هم‌گرا- واگرا شبیه‌سازی می شود. نسبت فشار و شعاع قطره در هر سه نازل با نتایج تجربی مقایسه شده‌اند و اعتبارسنجی انطباق خوبی را نشان می‌دهد. به‌طوری که در هر سه نازل با در نظر گرفتن تلفیق، شعاع قطرات نسبت به حالت بدون تلفیق افزایش یافته و به مقادیر تجربی نزدیک‌تر شده است.