بررسی تطبیقی تئوری جوانه زایی در بخار مرطوب و تئوری چگالش در جریان دوفازی و کاربرد آن در بهینه سازی پروفیل نازلهای مافوق صوت.

در جریان مافوق صوت در قسمت واگرای نازل های همگرا- واگرا، پدیده چگالش بخار، جوانه زایی و تشکیل بخار مرطوب شکل می گیرد. وقتی جریان در سرعت صوت یا مافوق صوت است (همراه با شوک)، آزاد شدن گرمای نهان توسط ذرات شکل گرفته در بخار مرطوب، می تواند بر دینامیک جریان اثر زیادی داشته باشد. در این رساله ابتدا معادلات و فرضیات پدیده بخار مرطوب از دیدگاه جریان دوفازی مورد بررسی قرار گرفت و توضیح کاملی در مورد آنها داده شد. سپس برای نخستین بار نشان داده شد که عبارت مربوط به نرخ جوانه زایی معادله مومنتوم در روابط ارائه شده در مقالات، نادیده گرفته شده است؛ در حالیکه این عبارت قابل صرف نظر نمی باشد. همچنین لازم به ذکر است که بررسی پدیده بخار مرطوب در نازل های همگرا-واگرا از دید جریان دوفازی، برای اولین بار انجام شده است. در ادامه یک مدل عددی تراکم پذیر و دو-بعدی برای چگالش بخار در جریان مافوق صوت و نامتعادل، بر پایه تئوری کلاسیک جوانه زایی و معادله حالت ویریال ارائه شده است. در این مدل، جریان درون سه هندسه نازل مور با مدل های اغتشاشی مختلف مورد بررسی قرار گرفت و تطابق نتایج بدست آمده با داده های تجربی، مدل عددی استفاده شده را مورد تایید نشان داد. سپس با توجه به شرایط مرزی موجود، هندسه و مدل اغتشاشی مناسب انتخاب شد. در مرحله بعد با بهینه سازی پروفایل نازل، اثرات مخرب پدیده بخار مرطوب از جمله شوک چگالش کاهش یافت. داده های عددی و تجربی با یکدیگر مقایسه شد و نتایج تطابق خوبی را نشان می دهد. تعداد ذرات تولید شده در این پروسه و قطر آنها به ترتیب ?10?^21 و ?10?^(-8) m می باشد. دمای حالت مادون سرد در هنگام رویداد این پروسه 38 k محاسبه شد. در نهایت نشان داده شد که اعمال پروفایل بهینه برای نازل همگرا-واگرا در ترموکمپرسور، باعث بهبود عملکرد آن خواهد شد.