به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « condensation shock » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «condensation shock» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • علی عظیمی، علیرضا تیمورتاش*
    پدیده ی چگالش در جریان بخار باعث ایجاد قطرات با اندازه های مختلف می شود. برای پیش بینی دقیق رفتار جریان دوفازی بخار-مایع، لازم است تا تاثیر تمام دسته قطرات با اندازه های مختلف بر بخار در نظر گرفته شود. در این تحقیق برای تحلیل جریان یک بعدی بخارتر در یک شیپوره ی همگرا-واگرای مافوق صوت، از معادله جوانه زایی در چهارچوب اویلری-لاگرانژی استفاده شده است. روش های چند شعاعی و تک شعاعی، برای مدل سازی قطرات تشکیل شده در جریان بخار، با یکدیگر مقایسه شده اند. در روش چند شعاعی، تمام دسته قطرات تشکیل شده در ناحیه ی چگالش ناگهانی، بدون ادغام با سایر دسته قطرات، در محاسبات حفظ می شوند؛ اما در روش تک شعاعی این دسته قطرات با یکدیگر ادغام شده و در غالب یک گروه با شعاع متوسط در محاسبات منظور می شوند. روش چند شعاعی از این لحاظ که قادر به پیش بینی طیف قطرات با اندازه های مختلف است، نسبت به روش تک شعاعی به واقعیت نزدیک تر است و لذا دارای مزیت است. مقایسه نتایج حاصل از این دو روش با شواهد تجربی حاکی از آن است که شعاع پیش بینی شده برای قطرات از روش چند شعاعی، نسبت به روش تک شعاعی، در هر چهار نازل مورد بررسی به مقادیر تجربی نزدیک تر می باشد.
    کلید واژگان: جریان چگالشی بخار, روش چند شعاعی, روش تک شعاعی, شوک چگالش, اویلری-لاگرانژی}
    Ali Azimi, Ali Reza Teymourtash*
    Condensation phenomena in steam flow, can cause droplets with different sizes to form. For an exact prediction of two phase flow behavior, it is necessary to consider the effects of all droplets with different sizes on the steam. In this paper, nucleation equation in an Eulerian–Lagrangian framework has been used to analyze one–dimensional flow of wet steam in a supersonic convergent–divergent nozzle. Polydispersed and monodispersed radius methods for modeling the formed droplets are compared. In polydispersed method, all the formed droplets in the spontaneous condensation zone, are retained in the calculations, without being merged with other groups; but in monodispersed method, all groups are merged, and only one group with averaged radius is retained in the calculations. The polydispersed method has an advantage and can predict the complete droplet spectra. Results of comparing the two methods with experimental data indicates that the predicted radius in the polydispersed method, in every four investigated cases, is closer to experimental data, than that of monodispersed method.
    Keywords: Condensing Flow of Steam, Polydispersed Radius Method, Monodispersed Radius Method, Condensation Shock, Eulerian-Lagrangian}
  • اسماعیل لکزیان*، محمد رضایی مقدم، سعید زارع نژاد
    به واسطه انبساط سریع بخار در یک شیپوره همگرا- واگرا، با وجود آنکه بخار وارد ناحیه اشباع شده، اما همچنان به صورت تک فاز به مسیر خود ادامه می دهد، تا جایی که در اثر جوانه زایی و فرآیند چگالش، سیستم به تعادل ترمودینامیکی برگشت می نماید که این پدیده درجریان فراصوتی، شوک چگالش نامیده می شود. در این مطالعه، از نرم افزار انسیس فلوئنت 5/ 14 به روش تقریبی اویلرین- اویلرین، برای حل عددی میدان جریان چگالشی پایای تراکم پذیر غیرلزج همراه با انتقال حرارت به صورت دو بعدی در یک شیپوره همگرا- واگرا استفاده شده است. از حل گر پایه چگالی و روش عددی مبتنی بر حجم کنترل به روش بالا دست برای گسسته سازی معادلات استفاده شده است. برای بررسی اثر انتقال حرارت روی جریان چگالشی، در قسمت همگرای شیپوره از یک چشمه حرارتی به صورت انتقال حرارت حجمی و از معادله حالت گاز کامل برای محاسبه فشار و خواص بخار چگالشی استفاده شده است. جهت ارزیابی نتایج حاصل از تحقیق حاضر؛ در حالت بدون انتقال حرارت توزیع فشار در طول نازل و شعاع میانگین قطرات با نتایج تجربی و در حالت با انتقال حرارت (چشمه حرارتی)، توزیع فشار در طول نازل با نتایج حل تحلیلی یک بعدی مقایسه شده است، که تطابق خوبی را نشان می دهد. پس از تایید روش عددی حاضر، جریان چگالشی همراه با انتقال حرارت مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد، که افزودن انتقال حرارت در قسمت مادون صوت، به دلیل کاهش قدرت شوک چگالش موجب کاهش تلفات ترمودینامیکی و نیز کاهش قطرات تولیدشده در جریان چگالشی می شود.
    کلید واژگان: شیپوره همگرا, واگرا, جوانه زایی, شوک چگالش, انتقال حرارت, چشمه حرارتی}
    S. Zarenejad, E. Lakzian*, M. Rezaeimoghaddam
    Wetness loss is a thermodynamic loss، which is due to irreversible heat transfer between the liquid and vapour phase during condensation. Formation and subsequent behavior of the liquid decreases the performance of turbine last stages. This phenomenon has a major effect on the efficiency of steam turbines. In this study، the steady compressible condensation flow field with heat transfer in a two dimensional of convergent divergent nozzle has been studied. The ANSYS FLUENT V14. 5 software is used to calculate flow properties. The CFD coded 2D- approximate Eulerian- Eulerian multi- phase method for non- equilibrium condensation in transonic steam flow is used to capture nucleation phenomenon in the wet steam flow. Density based finite- volume discritization is employed and flow is considered inviscid. To examine heat transfer effects on the condensation flow in the convergent section of nozzle، a thermal source is used. The perfect gas equation of state is used to calculate the pressure and the properties of steam condensation. The pressure distribution over the nozzle and the average radius of droplets in adiabatic case are compared with both experimental and analytical data and show a good agreement. After verifying the model، the condensation flow with volumetric heat transfer is studied. The results show that by adding volumetric heating in convergent section of the nozzle the condensation shock strength decreases and even is omitted which cause to reduce droplets produced during the condensation flow.
    Keywords: Convergent, Divergent Nozzle, Nucleation, Condensation Shock, Heat Transfer, Heating Source}
  • Hamed Bagheri Esfe, M.J. Kermani *, Majid Saffar Avval
    In this paper, effects of non-equilibrium condensation on deviation angle and performance losses of wet stages of steam turbines are investigated. The AUSM-van Leer hybrid scheme is used to solve the two-phase turbulent transonic steam flow around a turbine rotor tip section. The dominant solver of the computational domain is the non-diffusive AUSM scheme (1993), while a smooth transition from AUSM in regions with large gradients (e.g. in and around condensation- and aerodynamic-shocks) to the diffusive scheme by van Leer (1979) guarantees a robust hybrid scheme throughout the domain. The steam is assumed to obey nonequilibrium thermodynamic model, in which abrupt formation of liquid droplets produces a condensation shock. To validate the results, the experimental data by Bakhtar et al. (1995) has been used. It is observed that as a result of condensation, the aerothermodymics of the flow field changes. For example for supersonic wet case with back pressure Pb=30 kPa, the deviation angle and total pressure loss coefficient change by 65% and 200%, respectively, with respect to that in dry case.
    Keywords: Condensation shock, Deviation angle, Performance loss, Steam turbine}
  • علی اکبر ملتانی شاهرخت، محمد جواد مغربی
    در پره های 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 می نمایند، لذا پس از عبور از منحنی اشباع، تشکیل قطرات را شاهد می باشیم. اما در روش غیر تعادلی با افزایش یک فشار ناگهانی موسوم به شوک میعان، شاهد یک ناپیوستگی در مشخصه های جریان بوده و پس از عبور از منحنی اشباع، تشکیل قطرات آغاز می گردد.
    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 روش های 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 المان ها 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 می شود که نتایج حل غیر تعادلی تطابق بیشتری با نتایج تجربی دارد و چگالش در شیپوره ای زودتر آغاز می گردد که دارای نرخ انبساط بیشتری باشد. با افزایش دمای سکون ورودی به شیپوره، محل شروع چگالش جریان درطول شیپوره پیشروی می نماید. همچنین در جریان لزج در مقایسه با حالت غیر لزج محل تشکیل شوک به گلوگاه نزدیک تر می گردد.
    کلید واژگان: شیپوره همگرا, واگرا, جریان دوفاز, شوک میعان, ترمودینامیک تعادلی, ترمودینامیک غیر تعادلی}
    Ali Akbar Moltani Shahrakht, Mohammad Javad Maghrebi
    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.
    Keywords: Convergent, divergent nozzle, Two phase flow, Condensation shock, Equilibrium thermodynamic, Non, equilibrium thermodynamics}
  • محمدرضا مه پیکر *، ادریس یوسفی راد
    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.
    کلید واژگان: جریان بخار دوفازی, جوانه زایی, کاسپ, شوک چگالش, پره های توربین}
    Edris Yousefi Rad, Mohammad Reza Mahpeykar*
    Steam flow at blade passages of low pressure steam turbines becomes a supercooled drysteam due to rapid expansion and crossing the saturation line. But after nucleation and condensation shock, phase change from vapor to liquid droplets occurs which is called two-phase or wet steam flow. In this paper, the aim of developing finite-volume flow of wet Jameson is considered for the first time in two-dimensional study by using the advantages of CUSP's numerical method. In this paper, equations governing the formation of liquid phase are combined with equations of survival and by using CUSP's numerical approach in Jameson's finite-volume method (the integrated method) the positive features of both of these methods can be simultaneously used in the modeling of two-phase flow. To calculate nucleation, the classical equation of nucleation with appropriate correction and also Lagrangian solution for growth of droplets are used in integrated method. Additionally, condensation shock effect on the pressure distribution and the droplet size has been calculated and compared with experimental data. Given the importance of areas of shocks on the suction surface of the blade, the focus of integrated method is shifted to this area. The results of integrated two-phase model are examined in subsonic and supersonic flow output. In the shock area on suction surface blade, using the CUSP's method (the integrated method) demonstrates better coverage in predicting attributes of flow in target area in comparison with the experimental data by a reduction of 20 percent in numerical errors.
    Keywords: Two, Phase Steam Flow, Nucleation, CUSP, Condensation Shock, Turbine}
  • ماکان طالبی صومعه سرایی، احسان امیری راد، محمدرضا مه پیکر
    انبساط بخار خشک در طبقات کم فشار توربین های بخار به علت مافوق سرد شدن بخار موجب بروز پدیده جوانه زایی و متعاقبا دوفازی شدن جریان می شود. محاسبه دقیق توزیع فشار، نرخ رطوبت و شعاع قطرات تولیدی در طول نازل نقش موثری در پیش بینی خصوصیات جریان دارد. یکی از معادلات مهم حاکم بر جریان بخار تر معادله جوانه زایی است، که تعیین کننده تعداد قطرات تولیدی می باشد. با توجه به مکانیزم های انتقال جرم و انرژی بین دو فاز روش های مختلفی برای میانگین گیری شعاع قطرات استفاده شده است. در تحقیق حاضر برای اولین بار مدل های مختلف جوانه زایی با روش های مختلف میانگین گیری شعاع قطرات در یک مدل لاگرانژی-اویلری ترکیب گردیده، و نتایج توزیع فشار و شعاع قطرات محاسباتی در چندین حالت با نتایج تجربی مقایسه شده است. بر این اساس، استفاده از روش میانگین ساوتر در ترکیب با اصلاح گیرشیک-چیو بر معادله جوانه زایی هیل بهترین کارکرد را در پیش بینی خواص جریان بخار تر خواهد داشت. ضمن آنکه دو مدل ترکیبی معادله جوانه زایی کلاسیک با اصلاح گیرشیک-چیو و بدون اصلاح به همراه متوسط گیری ساوتر با اختلاف اندکی در رتبه های بعدی قرار می گیرند و به ویژه دقت محاسبه فشار آنها نیز قابل قبول می باشد.
    کلید واژگان: نازل همگرا, واگرای فراصوت, جوانه زایی, میانگین گیری شعاع قطرات, شوک چگالش, بخار مافوق سرد}
    Makan Talebi Somesaraee, Ehsan Amiri Rad, Mohammad Reza Mahpeykar
    During the course of expansion of steam in LP steam turbines، the vapor becomes supersaturated، and subsequently nucleates. Then condensation occurs، that causes some damages. Exact prediction of wetness terms، and formed droplets radius has extensive effects on accurate estimation of the flow properties، and damages due to vapor condensation. Nucleation rate is one of the governing equations of liquid phase which finally determines number of generated droplets. Considering exchange of mass and energy between two phases، different models of radius averaging at each cross-section of nozzle have been used. In the present investigation، various nucleation models have been combined with different droplet radius averaging methods in a semi-analytical Eulerian-Lagrangian model. The pressure distribution and droplets radius، in several cases، have been compared with experimental data. According to the results، using Girshik-Chiu’s refinement on Hale’s nucleation model with simultaneous application of Sauter averaging approach، provide the best prediction of the flow properties. In addition، classical nucleation equation with Girshick-Chiu’s refinement and without any refinement in combination with Sauter averaging approach; are standing on the second and third ranks and specially focusing on the pressure distributions.
    Keywords: Compressible Convergent Divergent Nozzle, Nucleation, Droplets Radius Averaging, Condensation Shock, Supercooled Vapor}
  • علیرضا تیمورتاش، محمدرضا مه پیکر، اسماعیل لکزیان
    بخار با انبساط سریع در شیپوره ها و نیز گذرگاه پره های توربین، فوق سرد می شود؛ بخار فوق سرد مستعد جوانه زایی هموژن است و فرآیند چگالش به طور معمول به صورت لحظه ای و به وسیله شوک چگالش که موجب تلفات ترمودینامیکی و آئرودینامیکی است، انجام می گیرد. به این ترتیب، با تشکیل قطرات و در نتیجه کاهش انرژی گیبز، تعادل ترمودینامیکی برقرار می شود. برای حل دوبعدی جریان گفته شده، معادلات بقاء با معادلات حاکم بر تشکیل و رشد قطرات ترکیب شده و از روش تایم مارچینگ جیمسون مبنی بر حجم کنترلی و طرح مغشوش بالدوین - لوماکس استفاده شده است. برای بررسی اعتبار روش تدوین شده، توزیع فشار در امتداد مسیر یک شیپوره و نیز گذرگاه پره های یک توربین و همچنین اندازه قطرات در انتهای هر دو هندسه محاسبه و با مقادیر تجربی موجود مقایسه شده اند که برابری خوبی بین نتایج عددی و داده های تجربی گزارش شده است. با توجه به اعتبار روش تدوین شده، بررسی تئوریک برای کنترل شدت و موقعیت شوک میعان در گذرگاه پره های یک توربین ازراه پاشش قطرات در ورودی انجام شده است. برای این کار یک شیپوره همگرا در بالا دست پره توربین در نظر گرفته شده است و نتایج به دست آمده از حل عددی نشان می دهند که وجود قطرات با اندازه مناسب در ورودی گذرگاه پره های توربین سبب ضعیف شدن و به تعویق افتادن شوک چگالش در گذرگاه پره ها می شود.
    کلید واژگان: فوق سرد, جوانه زایی, شوک چگالش, جریان بخار مرطوب, جیمسون, بالدوین لوماکس و پاشش}
    Ali Reza Teymourtash, Mohammad Reza Mahpeykar, Esmaeil Lakzian
    During the course of expansion of steam in a Laval nozzle and a cascade of turbine, the state path crosses the saturation line; the steam first supercools and then reverts to equilibrium through the spontaneous formation of droplets or condensation shock, which causes aerodynamics and thermodynamics losses. In this way by formation of droplets and so reducing Gibbs energy, equilibrium is reached. This paper describes a two-phase model and provides an approach for including spontaneous homogeneous nucleation. In order to solve conservation equations, coupled with the equations of formation and growth of the droplets, a 2-D time-marching solution scheme with Baldwin-Lomax turbulence model, was used in this study. Pressure distribution and droplets size in a Laval nozzle and a turbine cascade are predicted and compared with empirical results. In the strength of validation, the effect of injection of water droplets into the steam flow in order to control the intensity and location of condensation shock is considered theoretically. A converging nozzle is used to producing droplets at inlet of turbine cascade. The results illustrate that wet steam at inlet of a turbine cascade weakens or delays the condensation shock in the passage of the blades.
    Keywords: Supercooled, Nucleation, Condensation Shock, Wet Steam, Jameson, Baldwin, Lomax, Injection of Droplets}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال