DIERS Benchmarks.

Case 8 Liquid Water (Two-phase Engine) 

The Mach II two-phase engine confirms the results for the single-phase even after the reduction in flow due to inlet pressure loss.  The signle-phase results have been re-printed to compare the results.  It is really amazing to see how both the single and two-phase methods agree with each other.  The outlet pressure drops are almost identical.  The slight difference in pressure drop is due to the lower two-phase flowrate caused by the inlet pressure drop reducing the relieving pressure.

Mach II   Nozzle Results & Piping Restuls      

Single-phase Engine Results                         Download

  Liquid Water                Flowrate (lbs/hr)              Choke (psia)           Quality (x)            Inlet dP / %Pset             Outlet dP /% Pset     Piping

                                                803,133                              -------                          0                        10.97 / 20.87                     4.03 / 7.67          4 X 6

                                                803,133           .                   -------                         0                          3.16 / 6.0                           4.03 / 7.67          6 X 6 

                                                803,133                               -------                         0                            2.1 / 4.2                            4.03 / 7.67          8 X 6 

Two-phase Engine Results          Download

   
Liquid Water                 Flowrate (lbs/hr)              Exit  (psia)             Quality (x)           Inlet dP / %Pset          Outlet dP /% Pset    Piping                                                 779,398                                14.7                        0                                     -------                             -------              nozzle  

                                          678,822                                14.7                        0                               11.2/ 21.4                      3.7 / 7.1              4 X 6

                                          740,820                                14.7                        0                                5.3 / 10.1                       3.9/ 7.4               6 X 6

                                          749,735                                14.7                        0                                 4.4 / 8.3                         3.9 / 7.5              8 X 6                           

  DIERS Results 

  Liquid Water               Flowrate (lbs/hr)             Exit (psia)               Quality (x)               Inlet dP / %Pset        Outlet dP /% Pset     Piping

  RRERSP                             835,422                            14.7                        0                                          -------                             -------             nozzle 

  RRERSP                             720,922                            14.7                        0                                       8.4 / 16.5                       3.9 / 7.6          4 X 6

  RRERSP                             773,012                             14.7                       0                                      1.8 / 3.4                          4.0 / 7.6          6 X 6

  RRERSP                             782,754                             14.7                       0                                        0.5 / 1.0                        4.0 / 7.7           8 X 6

The inletand outlet  pressure drop for the 4 X 6 agrees with the DIERS results.  However, the 6 X 6, and 8 X 6, do not.  The reason for this is that the Mach II uses crane to determine the reducer resistance for the inlet piping and it has been shown to be very conservative.  See Hooper article on 2K and 3 K method for reducer resistance.  Download