تحلیل عددی جریان هوای مرطوب در نازل همگرا-واگرا با مدل های ترمودینامیک تعادلی و غیر تعادلی

در این مقاله، حل عددی جریان تراکم پذیر، حدود صوت، گذرا، غیر لزج و دو فاز هوای مرطوب در نازل های همگرا-واگرا مورد مطالعه قرار گرفته است. برای انجام این کار، هر دو مدل ترمودینامیک تعادلی و غیر تعادلی با روش عددی ‏رو‏ (Roe) در نظر گرفته شده و نتایج با هم مقایسه شده است. در مدل ترمودینامیک تعادلی حل عددی دارای دقت مرتبه سوم مکانی و دقت مرتبه دوم زمانی است اما در مدل ترمودینامیک غیر تعادلی، دقت مرتبه اول مکانی و دقت مرتبه دوم زمانی بکار گرفته شده است. برای جریان هوای مرطوب در ناحیه خشک، خواص اصلی فشار، دما و سرعت برون یابی شده، اما برای ‏ناحیه مرطوب (دو فاز)، کیفیت به جای فشار در مرز گره برون یابی شده است. در این تحقیق تاثیر هندسه نازل و شرایط سکون بر روی رطوبت خروجی از نازل و نرخ جوانه زایی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که با افزایش نرخ انبساط سطح نازل تقطیر زودتر رخ داده و همچنین نرخ جوانه زایی و رطوبت خروجی از نازل نیز افزایش می یابد. با وصف اینکه در مدل ترمودینامیک غیر تعادلی دقت مکانی مرتبه اول بکار گرفته شده است اما نتایج حاصل از این مدل تطابق بهتری با نتایج تجربی دارد.