耦合末级叶片的汽轮机排汽缸气动数值模拟.pdf

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1、第31卷第9期动力工程学报VoI．31NO．92011年9月JournalofChineseSocietyofPowerEngineeringSep．2011文章编号：1674—7607(2011)09—0655—04中图分类号：TK229．2文献标识码：A学科分类号：470．30耦合末级叶片的汽轮机排汽缸气动数值模拟史立群，杨建道，杨锐，彭泽瑛(上海电气电站设备有限公司，上海201108)摘要：为研究末级叶片出口流场径向的不均匀性对排汽缸气动性能的影响，基于稳态的三维N—S方程、能量方程以及连续性方程，采用商业CFD软件进行了排汽缸气动性能的数值模拟计算．结果表明：耦合末级叶片的数值模拟

2、计算结果更接近真实值；动叶叶顶漏气射流对排汽缸内的流动结构有很大影响，使得计算得出的静压恢复系数有所增加；叶片叶顶漏气影响不可忽略，在今后的排汽缸气动设计及优化工作中需要考虑末级叶片的影响；排汽缸进口条件对于其气动性能有着决定性的影响．关键词：汽轮机排汽缸；气动性能；叶片耦合；叶顶间隙；叶顶漏气NumericalSimulationonAerodynamicPerformanceofSteamTurbineExhaustHoodCouplingLastStageBladeSHILi—qun，YANGJian—dao，YANGRui，PENGZe—ying(ShanghaiElectricP

3、owerGenerationEquipmentCo．Ltd．，Shanghai201108，China)Abstract：Inordertostudytheinfluenceofflowfieldnon—uniformityatlastbladeexitofsteamturbineonaerodynamicperformanceofitsexhausthood，anumericalsimulationhasbeencarriedtoanalyzetheaero—dynamicperformancebasedon3Dsteady。。stateN-。Sandenergyandcontinuit

4、yequationsusingcommercialCFDsoftware．Resultsshowthatthenumericalsimulationcouplinglaststagebladeworksoutaresultclosertothetruevalue；theleakagejetatbladetiphasasignificantimpactonflowfieldintheexhausthood，whichgenerallyresultsinincreasedrecoverycoefficientofcalculatedstaticpressure；theeffectoftiple

5、akagecaftbeneglectedinfuturedesignandoptimizationconcerningaerodynamicperformanceoftheex—hausthood；theinletconditionofexhausthoodaffectstheaerodynamicperformancedecisively．Keywords：steamturbineexhausthood；aerodynamicperformance；bladecoupling；bladetipclearance；bladetipleakage汽轮机的排汽损失占到整个汽轮机损失的的出力，提

6、高机组效率．对排汽缸内蒸汽的流动机理15左右¨，设计一个具有良好气动性能的低压排和现象进行研究分析，有助于进一步提高排汽缸的汽缸是有效降低排汽损失的主要办法．排汽缸可以气动性能．对汽轮机的余速进行一定程度的回收利用，降低末近年来，许多学者对排汽缸气动性能进行了数级动叶出口的压力、增加末级焓降从而增加汽轮机值模拟计算和吹风试验研究，但大部分研究仅仅收稿日期：2010—11-11修订日期：201卜O3一O2作者简介：史立群(1982一)，男，江苏丹阳人，工程师，硕士，主要从事汽轮机气动设计工作．电话(Te1．)：021—34059888—5604；E—mail：shilq@shanghai-e

7、lectric．corn．动力工程学报第31卷对排汽缸进行单独分析[5-6]，忽略了末级叶片出口流场径向的不均匀性对排汽缸气动性能的影响．最近，部分研究人员注意到了这点，如李欣等[5]对汽轮机排汽缸和叶片进行了耦合计算分析，发现是否考虑末级叶片对于数值模拟的结果有非常明显的影响．随着计算流体力学(CFD)和计算机技术的发展，使对汽轮机排汽缸进行大规模的数值模拟计算成为可能．利用CFD方法可以快速准确地了解排汽缸内蒸汽的流