مدلسازی دوبعدی جریان دوفازی در بین پره های توربین بخار با استفاده از تلفیق روش حجم محدود جیمسون و روش کاسپ

جریان بخار در گذرگاه پره های طبقه های کم فشار توربین های بخاربعلت انبساط سریع و تاخیر در چگالش، شرایط بخار فوق سرد خشک بوجود می آید و در نهایت با جوانه زایی و با شوک چگالش، تغییر فاز از بخار به قطره های مایع صورت می گیرد، که جریان بخار مرطوب یا دوفازی نامیده می شود. در این مقاله هدف توسعه جریان حجم محدود جیمسون مرطوب با بکارگیری مزایای روش عددی کاسپ برای اولین بار در حالت دو بعدی مورد نظر قرار گرفته است. در این مقاله معادله های حاکم بر تشکیل فاز مایع با معادله های بقایی ترکیب شده و با بکارگیری روش عددی کاسپ در روش حجم محدود جیمسون (روش تلفیقی) می توان ویژگی های مثبت هر دو روش بیان شده را همزمان در مدل سازی جریان دوفازی استفاده کرد. برای محاسبه جوانه زایی از معادله کلاسیک جوانی زایی با تصحیح مناسب و همچنین حل لاگرانژی رشد قطره ها در روش تلفیقی استفاده شده و اثر شوک چگالش در توزیع فشار و نیز اندازه قطره ها محاسبه و با داده های تجربی مقایسه شده است. با توجه به اهمیت ناحیه شوک ها در قسمت سطح مکش پره، تمرکز روش تلفیقی بیان شده به این ناحیه متمرکز شده است. نتیجه های مدل دوفازی تلفیقی در جریان های خروجی مادون صوت و مافوق صوت مورد بررسی قرار گرفته است که در منطقه شوک روی سطح مکش پره در مقایسه با داده های تجربی، روش تلفیقی حجم محدود با روش کاسپ با کاهش حدود 20 درصدی خطا های عددی، پوشش بهتری را در پیش بینی خواص جریان در ناحیه هدف نشان می دهد.