حل عددي جريان مايع-بخار با استفاده از روش تفكيك بردار شار در مجاري با مقاطع متغير

هدف از اين مطالعه بررسي حل عددي جريان دوفاز مايع- بخار با روش تفكيك بردار شار در مجاري با سطح مقطع متغير است. از مدل همگن تعادلي براي مدل سازي جريان دوفاز مايع- بخار در داخل يك نازل همگرا-واگرا استفاده شده است. جريان بصورت آدياباتيك همراه با اصطكاك و خواص سيال با استفاده از جداول ترموديناميك محاسبه شده است. حل عددي معادلات با روش تفكيك بردار شار و بصورت صريح انجام شده است. نتايج نشان م يدهند كه رفتار تغييرات كيفيت بخار بستگي به مقدار ورودي 0( رفتار كيفيت بخار در طول نازل قبل از موج ضرب هاي ماهيت تقطيري و پس از عبور از / دارد بطوريكه با كيفيت ورودي بالا ) 73 0( رفتار كيفيت بخار در طول نازل قبل از موج ماهيت تبخيري / آن ماهيت تبخيري دارد. در حالي كه با كيفيت ورودي پايين ) 17 0 نتايج فشار تطابق بسيار خوبي با مقادير تجربي دارد و بيشينه / و بعد از آن ماهيت تقطيري دارد. بعلاوه باكيفيت ورودي بيش از 7 اختلاف بين نتايج عددي و تجربي كمتر از 5 درصد و نزديك به محل گلوگاه رخ م يدهد. با كاهش كيفيت ورودي، اختلاف فشار 0 بيشينه اختلاف بين آ نها در پايين دست گلوگاه رخ داده و / بين نتايج عددي و تجربي افزايش يافته و براي كيفيت ورودي 17 مقدار آن حدود 25 درصد است.

The purpose of this study is to numerically simulate water-vapor two-phase flow in ducts with variable cross-section. The homogeneous equilibrium model is used to describe the two-phase in a convergingdiverging nozzle with the inlet vapor quality in the rage of 0.05 < x < 0.8 and back pressure in the range of Pb > 0.1 atm. The flow passage is assumed to be adiabatic and frictional. Fluid properties are calculated basis on the thermodynamic tables. The governing equations are solved by flux-vector splitting method explicitly. The numerical results indicate that the vapor quality decreases along the nozzle before the location of the shock wave and it increases after that. In other words, the behavior of the nozzle depends on the inlet vapor quality. Therefore, the condensing behavior of the nozzle changes to the evaporating behavior when the flow passes over the shock wave with the inlet vapor quality greater than about 0.5. In addition, the pressure distribution along the nozzle with the inlet vapor quality of 0.73 is in a good agreement with the experimental data.