Um jato de fluido em alta temperatura e pressão no estado líquido, quando injetado em uma câmara de pressão inferior a pressão de saturação correspondente à temperatura de injeção, pode atingir o estado superaquecido ou metaestável, o que significa dizer que permanece ainda no estado líquido quando já deveria ter dado curso ao processo de mudança de fase dentro do bocal ou orifício de injeção. Em seguida, este líquido superaquecido sofre uma mudança de fase súbita por meio de uma frente ou onda de evaporação. Esta mudança de fase conduz o líquido superaquecido a uma mistura bifásica de alta velocidade que, então, se expande em todas as direções. O presente trabalho analisa as equações de salto através da interface de mudança de fase, bem como a região de expansão da mistura bifásica que atinge velocidades supersônicas cada vez maiores e, geralmente, culmina na formação de uma estrutura de choque, como observado em experimentos realizados em laboratório. Assim, a resolução do escoamento é dividida em duas partes: (a) Na primeira parte, admite-se que o líquido superaquecido forma um núcleo à jusante da seção de saída do bocal e que a mudança de fase ocorre na superfície deste núcleo de líquido por uma onda de evaporação oblíqua. Essa teoria está de acordo com observações experimentais e é capaz de explicar fenômenos compressíveis, tais como a blocagem do jato evaporativo, bem como a presença de ondas de choque; (b) Na segunda parte, utiliza-se o método clássico das diferenças finitas de MacCormack aplicado a um modelo bidimensional axissimétrico (2-D) em conjunto com um esquema de captura de onda de choque e uma equação de estado realista para determinar o escoamento bifásico supersônico à jusante da onda de evaporação. Há uma excelente concordância entre resultados do modelo e experimentos realizados no laboratório SISEA, bem como por alguns outros pesquisador.

A high pressure and temperature fluid jet injected into a low-pressure chamber, whose pressure is lower than the corresponding saturation temperature, may remain in the liquid phase, which means that the liquid has reached the superheated or metastable state without any phase change within the injecting nozzle. Next, this superheated liquid undergoes a sudden phase change through a front or an evaporation wave process. This phase change takes the superheated liquid to a high-speed two-phase flow expanding in all directions. The present work solves the jump equations across the interface where the phase change is taking place, as well as the two-phase expansion region, which reaches increasing velocities and, usually, it involves the formation of a shock structure, as it has been observed in laboratory experiments. The problem solution is divided in two parts: (a) In the first part, it is considered that the superheated liquid exiting the nozzle comes to form a liquid core and the phase change process takes place on the surface of this core through an oblique evaporation wave. This approach is in accordance with experimental observations and it can explain some compressible phenomena present in experiments, such as shock waves and as well as flow choking; (b) In the second part, the classical numerical method of MacCormack is applied to solve the two-phase region along with a shock wave capturing scheme. It is assumed an axis-symmetric expansion (2-D)with a realistic equation-of-state to obtain the flow and properties region down the evaporation wave. There has been an excellent agreement between model and experiment results, whose data were compared to the ones obtained in the laboratory SISEA, as well as from other researchers.