汽輪機(jī)末級葉柵濕蒸汽非平衡凝結(jié)流動數(shù)值研究.pdf

1、汽輪機(jī)作為為能源支柱產(chǎn)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(jī)內(nèi)濕蒸汽的非平衡凝結(jié)流動的存在則在制約其經(jīng)濟(jì)性的提高的同時,也對其運行的安全性構(gòu)成了嚴(yán)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(jié)流動過程數(shù)值模型的建立、凝結(jié)成核及水滴生長模型的發(fā)展,對汽輪機(jī)內(nèi)常用的幾種內(nèi)部除濕方法及非均質(zhì)凝結(jié)流動研究進(jìn)行了介紹。在此基礎(chǔ)上,由雙流體模型的概念出發(fā)推導(dǎo)

2、了濕蒸汽均質(zhì)與非均質(zhì)情況時的非平衡凝結(jié)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(yīng)。以FLUENT作為求解平臺,通過FLUENT的二次開發(fā)接口實現(xiàn)對真實氣體模型與數(shù)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(jié)流動現(xiàn)象進(jìn)行數(shù)值模擬研究了流場中重要物理參數(shù)的分布規(guī)律與凝結(jié)流動的機(jī)理。通過與實驗結(jié)果進(jìn)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(chǔ)上,本文以具有不同除濕

3、槽結(jié)構(gòu)的二維葉柵作為研究對象,分析了除濕槽結(jié)構(gòu)對葉柵內(nèi)非平衡凝結(jié)流動的影響,指出在葉片表面合理的開設(shè)除濕槽結(jié)構(gòu)能有效的減緩凝結(jié)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(zhì)凝結(jié)流動與自發(fā)凝結(jié)流場的各物理參數(shù)的變化,在此基礎(chǔ)上,研究了初始粒子濃度與粒徑變化對非均質(zhì)凝結(jié)流動的影響,結(jié)果表明非均質(zhì)凝結(jié)流動中凝結(jié)發(fā)生的更早更均勻,非均質(zhì)凝結(jié)能夠有