汽輪機末級葉柵濕蒸汽非平衡凝結流動數值研究.pdf

1、汽輪機作為為能源支柱產業(yè)的電力行業(yè)提供動力的主要裝置,提高其工作效率和運行安全性對于節(jié)能減排,改善國民生活水平具有重要的意義,而汽輪機內濕蒸汽的非平衡凝結流動的存在則在制約其經濟性的提高的同時,也對其運行的安全性構成了嚴重的威脅。本文分析了濕蒸汽流動的特點,回顧了濕蒸汽兩相非平衡凝結流動過程數值模型的建立、凝結成核及水滴生長模型的發(fā)展,對汽輪機內常用的幾種內部除濕方法及非均質凝結流動研究進行了介紹。在此基礎上,由雙流體模型的概念出發(fā)推導

2、了濕蒸汽均質與非均質情況時的非平衡凝結流動模型,并且以維里方程作為實際氣體狀態(tài)方程,考慮真實氣體效應。以FLUENT作為求解平臺,通過FLUENT的二次開發(fā)接口實現對真實氣體模型與數值模型的加載。
　　分別對拉伐爾噴管與Bakhtar二維葉柵中的濕蒸汽自發(fā)非平衡凝結流動現象進行數值模擬研究了流場中重要物理參數的分布規(guī)律與凝結流動的機理。通過與實驗結果進行了對比,表明本文所開發(fā)的計算模型具有較高的精度。在此基礎上,本文以具有不同除濕

3、槽結構的二維葉柵作為研究對象,分析了除濕槽結構對葉柵內非平衡凝結流動的影響,指出在葉片表面合理的開設除濕槽結構能有效的減緩凝結成核過程,降低由相變引起的損失。
　　以二維原型葉柵為對象,本文對比分析了粒徑為1.0×10-9m,濃度為1.0×10181/kg時的非均質凝結流動與自發(fā)凝結流場的各物理參數的變化,在此基礎上,研究了初始粒子濃度與粒徑變化對非均質凝結流動的影響,結果表明非均質凝結流動中凝結發(fā)生的更早更均勻,非均質凝結能夠有