汽輪機低壓排汽缸的實驗及數(shù)值研究.pdf

1、汽輪機的低壓排汽缸在汽輪機中有著重要作用。排汽缸收集從透平末級排出的工質(zhì)，將其引導(dǎo)向凝汽器。在此過程中工質(zhì)減速擴壓，其數(shù)量可觀的余速動能得到回收。排汽缸的擴壓能力表征了其回收余速動能的能力。在凝汽器喉部真空度一定的情況下，低壓排汽缸的擴壓能力越強，汽輪機透平末級出口處的靜壓就越低，機組的可配置焓降就會越高。然而排汽缸在回收余速動能的同時，由于其內(nèi)復(fù)雜的旋渦運動，也會造成排汽能量的損失。因而排汽缸的性能主要通過以下兩個方面來衡量：擴壓能力

2、和能量損失。
　　探究現(xiàn)有汽輪機排汽缸的流場特征，并通過對流場的認(rèn)識和理解來研究如何改善排汽缸性能，將有助于有效提高汽輪機效率，以達(dá)到節(jié)能減排的目的，具有重要意義。
　　本文以某超超臨界汽輪機低壓排汽缸的縮小比例模型為對象，通過實驗和數(shù)值模擬，對模型的流場特征和性能進(jìn)行了詳細(xì)的研究。在本文的實驗中，首先采用熱線風(fēng)速儀對均勻來流工況下的排汽缸流場進(jìn)行測量，得到排汽缸進(jìn)口的速度分布；通過擴壓器壁面壓力的測量，研究了擴壓器壁面的壓

3、力特性；通過 PIV實驗對排汽蝸殼不同周向平面和出口平面的流場測量，研究蝸殼內(nèi)不同特征平面上流場結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律，并結(jié)合熱線風(fēng)速儀所測得的蝸殼下部的通流速度，揭示了內(nèi)部流動產(chǎn)生損失的機理。在數(shù)值模擬中，首先通過實驗和數(shù)值模擬結(jié)果的比較，驗證了數(shù)值計算模型及參數(shù)選取的合理性和準(zhǔn)確性。然后通過數(shù)值模擬更為深入的分析了排汽缸模型內(nèi)部的三維流場結(jié)構(gòu)和性能特性，并發(fā)現(xiàn)在排汽缸下部加裝隔板可以打碎占據(jù)主要通流面積的通道渦，有效提高了排汽缸的性能。本文