تاثیر اصلاح تنش سطحی قطره بر جوانه زایی جریان چگالشی بخار آب

تاکنون تحقیقات زیادی برروی پدیده چگالش بخار آب در نازل ها و پره های ثابت توربین بخار انجام شده است. در اکثر این مدل سازی ها از تنش سطحی سطح صاف بجای تنش سطحی قطره که علاوه بر دما وابسته به شعاع آن نیز می باشد، استفاده شده است که یکی از دلایل مهم آن عدم دقت لازم در روابط پیشنهادی محاسبه تنش سطحی سطح کروی قطره می باشد. اخیرا کالوا با برازش نتایج برگرفته از حل دقیق معادله گیبس-تولمن-کنیگ-باف رابطه ای را برای محاسبه تنش سطحی قطره که قاعدتا کمتر از تنش سطحی سطح صاف می باشد، پیشنهاد داده است. در این پژوهش برای اولین بار تاثیر این رابطه بر معادله جوانه زایی کلاسیک اصلاح شده برای جریان چگالشی بخار آب در یک کانال همگرا-واگرا ما فوق صوت تحقیق شده است. از آنجا که ضریب تولمن (δ) در معادله تنش سطحی کالوا یک پارامتر مهم محسوب می شود، در این تحقیق برای اولین بار با برازش داده های برگرفته از زنجیره معادلات تولمن یک معادله برای تغییرات ضریب تولمن با دمای قطره نیز پیشنهاد شده است. تنش سطحی وابسته به شعاع و دمای کالوا علاوه بر تاثیر مستقیم در شعاع بحرانی قطرات، در بدست آوردن انرژی آزاد بحرانی قطره نیز تاثیر گذار می باشد که تاثیر هردو آنها برای اولین بار در معادله جوانه زایی کلاسیک اصلاح شده بررسی شده است. اعمال اصلاح تنش سطحی قطره پیشنهادی کالوا و همچنین استفاده از معادله پیشنهادی تغییرات دمایی ضریب تولمن در مدل سازی تحلیلی یک بعدی جریان آدیاباتیک مافوق صوت، باعث بهبود نتایج به میزان 12 درصد در شعاع نهایی قطرات و 5 درصد در توزیع فشار در منطقه شوک میعان شده است.