排汽缸与末级叶片耦合流动的整周数值模拟
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（ ２ ）末 级 动 叶 排 汽 的 不 均 匀 性 以 及 排 汽 缸 和
末 级叶栅 的相互作用 ， 会导致 排汽缸进 口参 数分布
不 均匀 ， 进 而 影 响 排 汽 缸 内流 动 ， 影 响 排 汽 缸 的
性能。
（ ３ ）在 进 行 排 汽 缸 的 结 构 设 计 和性 能 优 化 时 ，
值研究［ Ｊ ］ ．北 京 航 空 航 天 大 学 学 报 ， ２ ０ ０ ２ ， ２ ８ （ ６ ） ： ６ ５ ２ — ６ ５ ３ ． ［ ３ ］刘 建 军 ， 蒋 洪 德 ．汽 轮机 低 压排 汽 系统 气 动 性 能 分 析 ［ Ｊ ］ ．工
程热物理学报 ， ２ ０ ０ ４ ， ２ ３ （ ４ ） ： ４ ２ ５ ４ ２ ８ ．
［ ４ ］杜 占波 ， 张荻 ， 孙 弼 ．透 平低 压 排 汽 缸 数 值 模 拟 ［ Ｊ ］ ．西 安 交
图 ８ 排 汽 缸 各 部 分 分 界 面
通大学学报 ， ２ ０ ０ ０ ， ３ ４ （ ３ ） ： ３ ６ — ３ ９ ， ８ ９ ．
从 表 ３中 可 以 看 出 ： 在 扩 压 器 的作 用下 ， 末
３ 结 语
通 过 数 值 模 拟 的 方 法 对 排 汽 缸 和 末 一 级 叶
界面 ， ｆ面 为 排 汽 缸 的 出 口 面 。 各 截 面 在 排 汽 缸 计 算域 的位 置见 图 ８ 。
表 ３ 排 汽 缸 性 能 系 数
栅进 行 整周耦 合计 算 ， 并 分 析 了排 汽 缸 内的 流 动
构， 导致 扩压 区 域缩 小 ， 一 定 程 度 上 减 弱 了 扩 压
［ ６ ］樊 涛 ， 谢永慧 ， 张荻 ， 等 ．汽 轮机 低 压 排 汽 缸 与 末 两 级 耦 合 流
动的三维数值模拟 ＿ Ｊ ］ ．中 国 电 机 工 程 学 报 ， ２ ０ ０ ７ ， ２ ７ （ ２ ６ ） ：
式中： Ｐ 。 、 Ｐ 。 、 Ｐ 。 。 、 Ｐ 。 分 别 为 ｎ 面 和 ｂ面 的 平 均 静 给 出 了 排 汽 缸 内 扩 压 器 和 整 个 排 汽 缸 的静压 恢 复系数 和 总压 损 失 系数 ， 其 中 ｎ面 为 排
汽 缸 的 进 口环 面 ， ｂ面 为 扩 压 器 和 排 汽 蜗 壳 的 交
ｌ Ｉ
应 当 考 虑 末 级 叶栅 流 动 对 排 汽 缸 流 场 的影 响 。
参 考文 献 ：
［ １ ］蔡 颐 年 ．蒸 汽 轮 机 ［ Ｍ］ ．西 安 ： 西安交通大学出版社， １ ９ ９ ８ ．
Ｉ Ｉ Ｉ
［ ２ ］徐 旭 ， 康顺 ， 蒋 洪 德 ．低 压 蒸 汽 透 平 排 汽 缸 内 能 量 损 失 的 数
第５ 期
李 勇 ： 排 汽 缸 与 末 级 叶 片耦 合 流 动 的 整 周 数 值 模 拟
Ｃ 来 衡 量 这 两 方 面 的 性 能 。从 口面 到 ６面 （ 见 图 ５ ） 的静 压恢 复系 数和 总压损 失 的形式 为 ：
增加 ， 引 起 的 能 量耗 散 越 来 越 大 ， 到 达 排 汽 缸 出 口时 ， 总压 损 失 系 数 达 到 了 ０ ． ７ ８ ； 同 时 由 于 排 汽 蜗壳 和 收集段 的扩 容 ， 静 压恢 复 系数 降到 了 ０ ． ０ ９
情况 ， 得 到 以下 结 论 ： （ １ ）采 用 整 周 耦 合 计 算 ， 考 虑 到 末 级 叶 片 排 汽
的影 响 ， 消 除单通道 叶栅周 期性交界 面参 数传递误 差， 可 以使排 汽缸进 口参数 与实 际 情况更 为接 近 ，
提 高 了排 汽 缸 数 值 模 拟 和性 能 预 测 的准 确 度 。
［ ５ ］杜 占波 ， 王 科 军 ．汽 轮机 低 压 排 汽 缸 和 末 两 级 流 场 的联 合 数 值 模 拟 口］ ．发 电设 备 ， ２ ０ ０ １ ， ２ ５ （ １ ） ： １ ２ － １ ５ ．
级排 汽 的余速 动 能逐 渐 被 回收 转化 为压 力 能 ； 但
由于扩压 器上 部发 生 汽 流分 离 ， 开 始 形成 旋 涡 结
左右 。
ｃ 舞 一 ｂ ｍ Ｐ ａ
Ｃ 盘 １ 一＿ Ｐ ｏ ｂ — － — Ｐ － ｏ ａ
／ ９ Ｏ ａ Ｐａ
（ １ ）
（ ２ ）
所 以研 究 排 汽 缸 内 的 真 实 流 动 结 构 ， 设 法 减 弱或者 消 除扩压 器 内的流 动 分 离 ， 对 于 降 低 流 动 损失、 提高静 压恢 复有 重要 作用 。
９０— ９ ４．
器 的静压恢 复 能力 ， 增 加 了能量 损 失 。随着 汽 流
向下 折转 ， 旋 涡 结 构 不 断发 展 ， 尺 度 和 强 度 不 断
［ ７ ］席 光 ， 高丽敏 ， 王 尚 锦 ．离 心 压 缩 机 级 内三 维 粘 性 流 动 数 值
分析Ｅ Ｊ ］ ．工 程 热 物 理 学 报 ， ２ ０ ０ ２ ， ２ ３ （ １ ） ： ４ ９ — ５ １．
末 级叶栅 的相互作用 ， 会导致 排汽缸进 口参 数分布
不 均匀 ， 进 而 影 响 排 汽 缸 内流 动 ， 影 响 排 汽 缸 的
性能。
（ ３ ）在 进 行 排 汽 缸 的 结 构 设 计 和性 能 优 化 时 ，
值研究［ Ｊ ］ ．北 京 航 空 航 天 大 学 学 报 ， ２ ０ ０ ２ ， ２ ８ （ ６ ） ： ６ ５ ２ — ６ ５ ３ ． ［ ３ ］刘 建 军 ， 蒋 洪 德 ．汽 轮机 低 压排 汽 系统 气 动 性 能 分 析 ［ Ｊ ］ ．工
程热物理学报 ， ２ ０ ０ ４ ， ２ ３ （ ４ ） ： ４ ２ ５ ４ ２ ８ ．
［ ４ ］杜 占波 ， 张荻 ， 孙 弼 ．透 平低 压 排 汽 缸 数 值 模 拟 ［ Ｊ ］ ．西 安 交
图 ８ 排 汽 缸 各 部 分 分 界 面
通大学学报 ， ２ ０ ０ ０ ， ３ ４ （ ３ ） ： ３ ６ — ３ ９ ， ８ ９ ．
从 表 ３中 可 以 看 出 ： 在 扩 压 器 的作 用下 ， 末
３ 结 语
通 过 数 值 模 拟 的 方 法 对 排 汽 缸 和 末 一 级 叶
界面 ， ｆ面 为 排 汽 缸 的 出 口 面 。 各 截 面 在 排 汽 缸 计 算域 的位 置见 图 ８ 。
表 ３ 排 汽 缸 性 能 系 数
栅进 行 整周耦 合计 算 ， 并 分 析 了排 汽 缸 内的 流 动
构， 导致 扩压 区 域缩 小 ， 一 定 程 度 上 减 弱 了 扩 压
［ ６ ］樊 涛 ， 谢永慧 ， 张荻 ， 等 ．汽 轮机 低 压 排 汽 缸 与 末 两 级 耦 合 流
动的三维数值模拟 ＿ Ｊ ］ ．中 国 电 机 工 程 学 报 ， ２ ０ ０ ７ ， ２ ７ （ ２ ６ ） ：
式中： Ｐ 。 、 Ｐ 。 、 Ｐ 。 。 、 Ｐ 。 分 别 为 ｎ 面 和 ｂ面 的 平 均 静 给 出 了 排 汽 缸 内 扩 压 器 和 整 个 排 汽 缸 的静压 恢 复系数 和 总压 损 失 系数 ， 其 中 ｎ面 为 排
汽 缸 的 进 口环 面 ， ｂ面 为 扩 压 器 和 排 汽 蜗 壳 的 交
ｌ Ｉ
应 当 考 虑 末 级 叶栅 流 动 对 排 汽 缸 流 场 的影 响 。
参 考文 献 ：
［ １ ］蔡 颐 年 ．蒸 汽 轮 机 ［ Ｍ］ ．西 安 ： 西安交通大学出版社， １ ９ ９ ８ ．
Ｉ Ｉ Ｉ
［ ２ ］徐 旭 ， 康顺 ， 蒋 洪 德 ．低 压 蒸 汽 透 平 排 汽 缸 内 能 量 损 失 的 数
第５ 期
李 勇 ： 排 汽 缸 与 末 级 叶 片耦 合 流 动 的 整 周 数 值 模 拟
Ｃ 来 衡 量 这 两 方 面 的 性 能 。从 口面 到 ６面 （ 见 图 ５ ） 的静 压恢 复系 数和 总压损 失 的形式 为 ：
增加 ， 引 起 的 能 量耗 散 越 来 越 大 ， 到 达 排 汽 缸 出 口时 ， 总压 损 失 系 数 达 到 了 ０ ． ７ ８ ； 同 时 由 于 排 汽 蜗壳 和 收集段 的扩 容 ， 静 压恢 复 系数 降到 了 ０ ． ０ ９
情况 ， 得 到 以下 结 论 ： （ １ ）采 用 整 周 耦 合 计 算 ， 考 虑 到 末 级 叶 片 排 汽
的影 响 ， 消 除单通道 叶栅周 期性交界 面参 数传递误 差， 可 以使排 汽缸进 口参数 与实 际 情况更 为接 近 ，
提 高 了排 汽 缸 数 值 模 拟 和性 能 预 测 的准 确 度 。
［ ５ ］杜 占波 ， 王 科 军 ．汽 轮机 低 压 排 汽 缸 和 末 两 级 流 场 的联 合 数 值 模 拟 口］ ．发 电设 备 ， ２ ０ ０ １ ， ２ ５ （ １ ） ： １ ２ － １ ５ ．
级排 汽 的余速 动 能逐 渐 被 回收 转化 为压 力 能 ； 但
由于扩压 器上 部发 生 汽 流分 离 ， 开 始 形成 旋 涡 结
左右 。
ｃ 舞 一 ｂ ｍ Ｐ ａ
Ｃ 盘 １ 一＿ Ｐ ｏ ｂ — － — Ｐ － ｏ ａ
／ ９ Ｏ ａ Ｐａ
（ １ ）
（ ２ ）
所 以研 究 排 汽 缸 内 的 真 实 流 动 结 构 ， 设 法 减 弱或者 消 除扩压 器 内的流 动 分 离 ， 对 于 降 低 流 动 损失、 提高静 压恢 复有 重要 作用 。
９０— ９ ４．
器 的静压恢 复 能力 ， 增 加 了能量 损 失 。随着 汽 流
向下 折转 ， 旋 涡 结 构 不 断发 展 ， 尺 度 和 强 度 不 断
［ ７ ］席 光 ， 高丽敏 ， 王 尚 锦 ．离 心 压 缩 机 级 内三 维 粘 性 流 动 数 值
分析Ｅ Ｊ ］ ．工 程 热 物 理 学 报 ， ２ ０ ０ ２ ， ２ ３ （ １ ） ： ４ ９ — ５ １．
