بررسی جریان چگالشی دو بعدی غیرلزج در شیپوره همگرا- واگرا با اعمال حرارت در کانال همگرا

به واسطه انبساط سریع بخار در یک شیپوره همگرا- واگرا، با وجود آنکه بخار وارد ناحیه اشباع شده، اما همچنان به صورت تک‌فاز به مسیر خود ادامه می‌دهد، تا جایی که در اثر جوانه ‌زایی و فرآیند چگالش، سیستم به تعادل ترمودینامیکی برگشت می‌ نماید که این پدیده درجریان فراصوتی، شوک چگالش نامیده می‌شود. در این مطالعه، از نرم افزار انسیس فلوینت 5/14 به روش تقریبی اویلرین- اویلرین، برای حل عددی میدان جریان چگالشی پایای تراکم‌پذیر غیرلزج همراه با انتقال حرارت به صورت دو بعدی در یک شیپوره همگرا- واگرا استفاده شده است. از حل گر پایه چگالی و روش عددی مبتنی بر حجم کنترل به ‌روش بالا دست برای گسسته سازی معادلات استفاده شده است. برای بررسی اثر انتقال حرارت روی جریان چگالشی، در قسمت همگرای شیپوره از یک چشمه حرارتی به صورت انتقال حرارت حجمی و از معادله حالت گاز کامل برای محاسبه فشار و خواص بخار چگالشی استفاده شده است. جهت ارزیابی نتایج حاصل از تحقیق حاضر؛ در حالت بدون انتقال حرارت توزیع فشار در طول نازل و شعاع میانگین قطرات با نتایج تجربی و در حالت با انتقال حرارت (چشمه حرارتی)، توزیع فشار در طول نازل با نتایج حل تحلیلی یک بعدی مقایسه شده است، که تطابق خوبی را نشان می‌دهد. پس از تایید روش عددی حاضر، جریان چگالشی همراه با انتقال حرارت مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد، که افزودن انتقال حرارت در قسمت مادون صوت،‌ به دلیل کاهش قدرت شوک چگالش موجب کاهش تلفات ترمودینامیکی و نیز کاهش قطرات تولیدشده در جریان چگالشی می‌شود.