仿生波浪前缘叶片在核电汽轮机中的应用

采用数值模拟的方法研究了仿生波浪前缘对某型核电汽轮机高压末级变工况特性的影响,分析了蒸汽在仿生波浪前缘叶栅内的流动机理。通过研究发现,在所研究的汽轮机级输出功率变化范围内,具有波浪前缘改型动叶栅的核电汽轮机末级相比原型具有更高的相对内效率。并且,随汽轮机级输出功率的降低,级效率提升幅度相应增大。当级负荷降低至12.5%时,级效率可提高3%。经流动可视化分析,发现动叶栅波浪前缘形成的流向涡结构是造成效率提高的主要原因,在涡结构的生长、延伸、耗散过程中,促进了叶片边界层内流体与主流间的能量交换,从而减小边界层损失。