Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1394
6
1
gregorian
2015
9
1
15
7
online
1
fulltext
fa
تحلیل عددی اثر شوک و پارامترهای مختلف بر جریان دوفاز در شیپوره همگرا-واگرا با روشهای تعادلی و غیر تعادلی
Numerical analysis of shock and various parameters effects on two-phase flow in convergent-divergent nozzle using equilibrium and non-equilibrium methods
در پرههای توربین بخار و شیپوره بخار، پیشگویی ناحیه تقطیر بسیار با اهیمت است. در شناسایی محل تقطیر به روش تعادلی، با برخورد جریان بخار به گنبد دو فاز، فاز دوم تشکیل شده و خواص جریان بدون هیچ پرشی از محل تقطیر عبور مینمایند، لذا پس از عبور از منحنی اشباع، تشکیل قطرات را شاهد میباشیم. اما در روش غیر تعادلی با افزایش یک فشار ناگهانی موسوم به شوک میعان، شاهد یک ناپیوستگی در مشخصههای جریان بوده و پس از عبور از منحنی اشباع، تشکیل قطرات آغاز میگردد. در این مقاله، تحلیل عددی یک جریان دو فاز بخار-مایع حدود صوت در یک شیپوره همگرا-واگرا همراه با شوک و در حالت بدون شوک صورت گرفت. اثرات لزجت، هندسه و دمای سکون ورودی به شیپوره با استفاده از روشهای ترمودینامیکی تعادلی و غیر تعادلی مورد بررسی قرار گرفته و نتایج عددی با نتایج تحربی مقایسه گردید. برای حل عددی جریان دو فاز بخار-مایع از روش عددی رو استفاده شده است. خواص اصلی جریان در مرز المانها با دقت مرتبه سوم ماسل برونیابی شده وگسسته سازی زمانی با استفاده از روش صریح دو مرحله ای لکس-وندرف با دقت مرتبه دوم صورت گرفت. مشاهده میشود که نتایج حل غیر تعادلی تطابق بیشتری با نتایج تجربی دارد و چگالش در شیپورهای زودتر آغاز میگردد که دارای نرخ انبساط بیشتری باشد. با افزایش دمای سکون ورودی به شیپوره، محل شروع چگالش جریان درطول شیپوره پیشروی مینماید. همچنین در جریان لزج در مقایسه با حالت غیر لزج محل تشکیل شوک به گلوگاه نزدیکتر میگردد
The prediction of distillation zone is very important in steam turbine blades and steam nozzles. In identification of distillery with equilibrium method, as the steam flow contacts the two-phase dome, the second phase formes and flow properties will pass the distillery without any jumping, therefor after crossing the saturation curve, the droplet formation transpires, but in non-equilibrium method by a sudden increase in pressure, called “condensation shock” a discontinuity in the flow characteristics is seen and after crossing the saturation curve, the formation of droplets starts. In this paper, numerical analysis of a vapor-liquid two-phase transonic flow in a convergent-divergent nozzle with and without shock is investigated. Effects of stagnation temperature at nozzle inlet, viscosity and geometry is studied using thermodynamic equilibrium and non-equilibrium methods and results compared with experimental datas. Roe numerical method is used for vapor-liquid two-phase flow numerical solution. The main properties of the flow at the boundary of elements is extrapolated by MUSCL third order acuracy and time discretization is performed using Lax-Wendroff explicit two-step method of second order accuracy. It is observed that the results of non-equilibrium solution, has more correspondence to experimental results and Condensation starts earlier in the nozzle with further expansion rate. By increasing the temperature at nozzle inlet, the place at which condensation starts goes forward. Also in comparision with non-viscous flow, the shock location in viscous flow comes closed to the throat.
شیپوره همگرا-واگرا,جریان دوفاز,شوک میعان,ترمودینامیک تعادلی,ترمودینامیک غیر تعادلی
Convergent-divergent nozzle,Two phase flow,Condensation Shock,Equilibrium thermodynamic,Non-equilibrium thermodynamics
40
52
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-4770&slc_lang=fa&sid=15
Ali Akbar
Moltani Shahrakht
علی اکبر
ملتانی شاهرخت
100319475328460057179
100319475328460057179
No
Phd student in mechanical engineering department of ferdowsi university of mashhad
دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک دانشگاه فردوسی مشهد
Mohammad Javad
Maghrebi
محمد جواد
مغربی
100319475328460057185
100319475328460057185
Yes
Ferdowsi Uni. of Mashhad
دانشگاه فردوسی مشهد