Investigación Numérica de la Condensación No-Equilibrio en una Boquilla Supersónica Basada en Nucleación Espontánea
Autores: Kouchaksaraei, Saman Javadi; Akrami, Mohammad
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Investigación Numérica de la Condensación No-Equilibrio en una Boquilla Supersónica Basada en Nucleación Espontánea
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Factores
Condensación no equilibrada
Condiciones operativas
Presión
Temperatura
Radio de gota
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
La condensación no equilibrada implica una física intrincada, lo que hace crucial investigar a fondo los factores que la influyen. Comprender estos factores es esencial para optimizar el rendimiento del sistema y minimizar los efectos negativos asociados con la condensación no equilibrada. Este estudio se centró en examinar el impacto de diversas condiciones operativas en un modo de saturación sobre la condensación no equilibrada dentro de una boquilla supersónica. Las condiciones de operación bajo investigación involucraron presiones de 25 kPa, 50 kPa, 75 kPa y 100 kPa. Cada estado de saturación fue examinado para evaluar su efecto en varios parámetros, como temperatura, presión, fracción de masa líquida, radio de las gotas, tasa de nucleación, número de Mach y conteo de gotas. Emergiendo un patrón consistente en todas las muestras. A medida que el gas se aceleraba a través de la sección convergente de la boquilla, tanto la presión como la temperatura disminuían gradualmente. Sin embargo, al alcanzar la garganta y entrar en la sección divergente, ocurrió un fenómeno conocido como choque de condensación. Esta onda de choque provocó un aumento repentino y significativo tanto en la presión como en la temperatura. Después del choque, ambos parámetros reanudaron su tendencia a la baja a lo largo de la longitud restante de la boquilla. Curiosamente, aumentar la presión inicial del gas llevó a un choque de condensación menos intenso. Además, elevar la presión de saturación en la entrada de la boquilla resultó en gotas más grandes y una mayor concentración de líquido dentro del flujo de gas. Al cuadruplicar la presión de saturación de entrada de 25 a 100 kPa, se observó un aumento sustancial del 106.9% en el radio de las gotas y un aumento del 9.65% en la fracción de masa líquida en la salida de la boquilla.
Descripción
La condensación no equilibrada implica una física intrincada, lo que hace crucial investigar a fondo los factores que la influyen. Comprender estos factores es esencial para optimizar el rendimiento del sistema y minimizar los efectos negativos asociados con la condensación no equilibrada. Este estudio se centró en examinar el impacto de diversas condiciones operativas en un modo de saturación sobre la condensación no equilibrada dentro de una boquilla supersónica. Las condiciones de operación bajo investigación involucraron presiones de 25 kPa, 50 kPa, 75 kPa y 100 kPa. Cada estado de saturación fue examinado para evaluar su efecto en varios parámetros, como temperatura, presión, fracción de masa líquida, radio de las gotas, tasa de nucleación, número de Mach y conteo de gotas. Emergiendo un patrón consistente en todas las muestras. A medida que el gas se aceleraba a través de la sección convergente de la boquilla, tanto la presión como la temperatura disminuían gradualmente. Sin embargo, al alcanzar la garganta y entrar en la sección divergente, ocurrió un fenómeno conocido como choque de condensación. Esta onda de choque provocó un aumento repentino y significativo tanto en la presión como en la temperatura. Después del choque, ambos parámetros reanudaron su tendencia a la baja a lo largo de la longitud restante de la boquilla. Curiosamente, aumentar la presión inicial del gas llevó a un choque de condensación menos intenso. Además, elevar la presión de saturación en la entrada de la boquilla resultó en gotas más grandes y una mayor concentración de líquido dentro del flujo de gas. Al cuadruplicar la presión de saturación de entrada de 25 a 100 kPa, se observó un aumento sustancial del 106.9% en el radio de las gotas y un aumento del 9.65% en la fracción de masa líquida en la salida de la boquilla.