بررسی عددی جریان دوفاز در طبقات کم فشار توربین بخار

طی این پژوهش، روشی عددی و شیوه ای بهینه سازی برای جریان بخار همراه با جوانه زنی که منجر به تولید قطره می شود، مورد بحث قرار دارد. جریان درحال چگالش در نمونه ای از مراحل پایانی توربین بخار و شیپوره جریان بخار مورد بررسی قرار می گیرد و هندسه شیپوره به عنوان هندسه کلی توربین در جهت کاهش عیب های حضور مایع در جریان بخار، مورد بهینه سازی قرار می گیرد. به کارگیری معادلات ناویر-استوکس، مدل آشفتگی دومعادله ای k-?، گسسته سازی حجم محدود و الگوی اویلر-اویلر برای هر دوفاز، مدل عددی مناسبی را برای این نوع از جریان ها مهیا می کند. لزوم پیش بینی توزیع دقیقی از اندازه قطره ها، استفاده از مدل تقطیر قطره را می طلبد که برای تولید قطره های جدید از تئوری جوانه زنی همگن استفاده می کند و به وسیله انتقال جرم و انتقال حرارت، معادلات دو فاز را به یکدیگر وابسته می کند. خواص بخار و آب مایع با استفاده از معادلات iapws بیان شده است. اعتبار مدل استفاده شده هم در شیپوره و هم در توربین بخار با بهره از اطلاعات آزمایشگاهی سنجیده شده است. نتیجه های مربوط به هندسه توربین بخار و شیپوره ارائه شده و مورد بحث قرار گرفته است. در بهینه سازی هندسه شیپوره از مدل سطح پاسخ برای تحلیل حساسیت پارامترهای طراحی و از الگوریتم ژنتیک در بهینه سازی استفاده شده است. تابع های هدف متفاوتی برای به دست آوردن هندسه بهینه تعریف شده و مزایا و معایب هرکدام مورد بحث قرار گرفته است.