Laval喷管内蒸汽凝结流动的数值研究

为了研究缩放喷管中湿蒸汽的自发凝结流动,对某Laval喷管中的几何参数及实验工况进行喷管中湿蒸汽凝结两相流动的三维数值模拟。通过以数值模拟结果结合部分工况的压力实验数据进行对比,讨论了喷管中蒸汽自发凝结流动的物理现象。     

大功率汽轮机湿蒸汽级两相凝结流动的数值模拟与分析

采用真实气体平衡态计算模式和非平衡态自发凝结两相流动计算模式两种不同的计算方法对某大功率汽轮机低压末两级内三维湿蒸汽两相凝结流动进行了模拟和分析。计算表明非平衡效应引起湿蒸汽级组内流量、焓降在各级之间的分配、叶栅出口气流角、各级反动度都有发生变化。     

海豚型叶片对动叶栅流场的影响

采用遗传算法及人工神经网络的优化算法,把某汽轮机末级常规静叶片改型设计成海豚仿生型叶片。利用两相均质数值方法和湿蒸汽平衡相变模型,以商用软件CFX为计算平台,模拟了常规原型与新设计的海豚型叶栅流场。通过对计算结果进行比较,分析该海豚型叶片与常规叶片在气动性能上的异同,探索海豚型叶片是如何通过改变叶栅流道内蒸汽湿度的分布状况来更好地适应叶栅内湿蒸汽跨音速流动。     

湿蒸汽临界参数的研究计算及其在蒸汽透平设计中的应用

本文对进口为饱和蒸汽和湿蒸汽热力平衡膨胀流动过程中的最大流量及临界参数进行了深入的探讨和分析;用最大流量法编制了计算机程序,对进口滞止压力为0.002～15MPa,进口湿度为0～20％参数范围的最大流量、临界参数进行了计算,并将计算结果绘制成能方便应用于工程设计中的曲线图;对最大流量、临界压比拟合了便于计算机及工程设计应用的计算公式。本文所计算的参数范围包括了一般火电站透平与核电站透平中可能遇到的压力和湿度值。所得到的计算结果既为有关方面的研究工作提供了基础,也为蒸汽透平的设计提供了实用数据,填补了长期以来湿蒸汽流动过程中临界参数无准确、系统数据的空白。     

液滴表面张力修正系数与蒸汽膨胀速率和进口参数的相关性研究

蒸汽自发凝结过程具有明显的非平衡特性,对凝结过程的预测存在困难。基于非平衡凝结模型,采用表面张力修正系数来修正液滴表面张力,并对Laval喷管及平面叶栅内蒸汽自发凝结流动进行多工况数值模拟。分析了表面张力修正系数对蒸汽凝结流动模拟精度的影响,着重讨论表面张力修正系数的最佳取值与蒸汽膨胀速率、进口参数的相关性,并研究其随进口参数的变化规律。结果表明:相同工况下,表面张力修正系数最佳取值对蒸汽膨胀速率变化不敏感,与进口总温相关性不显著,而与进口总压呈显著正相关;基于数值计算结果,通过拟合出的表面张力修正系数最佳取值与进口总压的三次关系曲线,可在进口总压为1.5×10~4～9.8×10~4 Pa范围内确定表面张力修正系数最佳取值范围,为汽轮机低压级湿蒸汽流动数值模拟提供依据。     

汽轮机湿蒸汽两相凝结流动数值研究的现状与进展

着重针对汽轮机中存在自发凝结的湿蒸汽两相流动 ,论述了湿蒸汽两相流动数值研究进展现状及其待解决的问题 ,以期对此方面的研究及其工程应用起到促进作用。文中结合作者目前进行的有关湿蒸汽两相凝结流动数值研究 ,对湿蒸汽透平级中两相流动的数值模型、求解方法等关键问题进行了阐述和探讨 ,给出了作者对一维喷管、二维喷管以及叶栅进行数值模拟的部分算例结果 ,以说明所发展的数值模拟方法的可行性和准确程度。     

非平衡湿蒸汽流动的透平级计算

综述了国外学者对非平衡湿蒸汽流动基本理论,非平衡湿蒸汽流动中的阻塞问题以及透平湿蒸汽级计算等研究成果。     

压水堆核电厂蒸汽管道内湿蒸汽的流动特性研究

推导了湿蒸汽在等截面直管道稳定流动的动量方程,结合能量方程和连续性方程,给出管道各截面湿蒸汽参数的计算方法。得到管道入口为干饱和蒸汽和湿蒸汽时管道各截面的蒸汽参数,并分析阻力对蒸汽参数的影响。结果表明:由于存在阻力使湿蒸汽的压力降低、温度降低、比容增大、流速增大、焓值降低;干度沿流动方向的变化规律主要与入口干度和入口压力有关。以1 000MW核电汽轮机为例,在额定工况下,除主蒸汽干度将逐渐减小外,其它蒸汽管道内湿蒸汽在流动过程中干度都将逐渐增大。     

SPX直接空冷排汽管道系统内湿蒸汽的数值研究

建立了斯必克斯(SPX)公司设计的某2×135MW发电机组直接空冷排汽管道内湿蒸汽两相流动和传热的数学模型.利用计算传热学软件FLUENT,对典型汽轮机工况下的排汽状况进行了的数值模拟.对二维管道内湿蒸汽速度场、温度场和两相场的模拟、分析和研究,为空冷排汽管道系统的优化设计提供帮助.     

600 MW机组排汽管道内湿蒸汽的数值模拟

建立了600 MW发电机组直接空冷排汽管道内湿蒸汽两相流动和传热的数学模型.利用计算流体力学软件FLUENT,对典型工况下汽轮机的排汽状况进行了数值模拟,对二维管道内湿蒸汽速度场、温度场和两相场进行了分析和研究.结果表明:在典型工况下,流经各蒸汽分配管的流量不均,压降不同,应进行结构的改进.     

Computation of practical flow problems with release of latent heat

Practical flow problems with condensation due to phase change from water vapor to water liquid are numerically investigated. Fundamental equations solved in this study consist of conservation laws of mixed gas, water vapor, water liquid, and the number density of water droplets, coupled with the momentum equations and the energy equation. The classical condensation theory is employed for modeling homogeneous nucleation and nonequilibrium condensation. Heterogeneous nucleation is approximately modeled by assuming a constant radius and a constant number density of droplets. These equations are solved by a high-order high-resolution finite-difference method. As external flows, condensate transonic flows around NACA0012 airfoil in atmospheric flow conditions are calculated, and as internal flows, steady and unsteady transonic wet-steam flows through a steam turbine cascade channel are also calculated.     

锅炉过热器汇流集箱流动机理研究

锅炉集箱中的流体均匀分布是锅炉过热器,再热器安全设计的关键技术之一。本文在动量守恒的基础上,研究汇流集箱的流动机理和集箱流体静压分析,锅炉汇流集箱流动的基本规律和设计参数。     

汽轮机调节阀设计的新思路

1前言汽轮机的启停和功率的变化是通过调节阀开度的变化,从而改变进入汽轮机的蒸汽流量或蒸汽参数来实现的。作为汽轮机进汽机构的重要组成部分,调节阀气动性能的好坏会对整个汽轮机机组的经济性产生直接的影响。另外,调节阀中阀体的振动现象也存在于实际的运行中,类似阀杆振动     

气泡雾化喷嘴混合室内两相流型及喷嘴喷雾稳定性

利用高速摄影仪、摄像头和照相机对气泡雾化喷嘴混合室内的两相流型以及喷嘴出口下游喷雾的稳定性进行实验研究。研究表明，喷嘴混合室结构尺寸、气流质量流量比、液体流量等参数对混合室内的两相流型具有显著的影响，同时亦影响喷嘴喷雾的稳定性，其结果为气泡雾化喷嘴的应用提供了实验基础。     

天生桥一级水电站溢洪道几个水力学问题研究

天生桥一级水电站溢洪道水头高,流速高,泄量大,泄洪功率大,高速水流问题较为突出.本文在模型试验的基础上,初步研究了该溢洪系统对泄流能力的制约和影响、明渠连接渐变段的体型选择、斜尾墩消除水冠、陡槽水流平面扩散角的选择、泄洪水流与河道斜交时的顶冲回流与消能防冲等水力学问题,并通过分析研究得出了一些有益的结论.     

空调房间送风射流与回风气流相互作用的数值模拟

以工程中广泛采用的k-ε二方程湍流模型为基础,运用计算流体力学的有限容积法对空调房间送风射流与回风气流相互作用对室内气流组织的影响进行数值模拟,给出不同的送风形式在不同场所的适用性及特点,为室内气流组织的设计与研究提供一定的理论依据。     

大型旋转机械中汽封间隙流激振分析_非定常欧拉解

从汽封内理想振荡流场的振幅方程出发 ,通过合理的数学分析与推导 ,得到汽封内汽流对转子激振力的表达式 ,这一表达式能真正反映汽封内振荡汽流对转子的作用机理 ,通过分析 ,找到了导致转子不稳定振动的真正因素     

汽轮机末级动叶片大负攻角工况下的气流激振分析

在小容积流量工况下运行的大功率机组的末级动叶顶部进口气流的负攻角流动易造成叶片压力面的气流分离,在一定条件下会诱发叶片颤振。对一典型平面动叶栅大负攻角下的二维分离流场进行数值分析,得到了详细的流场信息和叶片作用力及力矩与攻角的关系。采用准定常的方法,给出了叶片发生扭转和弯曲振动时,激振流场对叶片的气动功的计算方法,并根据能量法的原理,讨论了判断叶片颤振的方法。     

机车牵引电机冷却风道空气流场的分析

利用ANSYS FLOTRAN对机车牵引电机冷却风道内流场进行三维计算分析,获得了管道进出口压差和流量,为新型机车冷却管道的设计提供了可靠的依据。建议改进风道进出口形状,避免或减少流动分离,提高设备冷效率。     

Free Convective Heat Transfer Structures as a Function of the Width of Isothermal Horizontal Rectangular Plates

Abstract

Results are presented for the experimental investigations of free convection heat transfer from upward facing isothermal horizontal rectangular plates as a function of the plate width. Two models of the convective fluid flow structures above horizontal rectangular plates were proposed as a result of flow visualization. Solutions of these models are presented in the form of Nusselt-Rayleigh relations with the aspect ratio as a parameter. Analysis of the visualization results provided a basis for preferring the radial flow pattern at small values of the Rayleigh number, especially for square plates or at the ends of rectangular plates, and a basis for preferring the parallel flow model at large values of the Rayleigh number. From the previous experimental results and the present experimental and interferometric studies, it is shown that the transition Rayleigh number at which the flow changes from the concentric to the parallel flow pattern is a function of the width of the plate.