不同叶片间距惯性汽水分离器阻力特性研究

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1、第53卷第4期汽轮机技术V01．53No．42011年8月TURBINETECHNOLOGYAug．2011不同叶片间距惯性汽水分离器阻力特性研究张龙，王巍，赵勇(中国人民解放军海军驻哈尔滨汽轮机厂有限责任公司军事代表室，哈尔滨150046)摘要：对不同叶片间距的惯性汽水分离器(也称惯性级)进行了阻力特性的数值计算，得出了叶片间距为9mm、11mm和13mm时惯性级的阻力特性计算曲线。并将其中D=11mm的情况与实验值对比，吻合情况良好。为新型汽水分离器研制时的阻力特性预估提供了数据基础。关键词：汽水分离器；叶片

2、间距；阻力特性；数值计算分类号：0241文献标识码：A文章编号：1001-5884(2011)04-0283-02TheStudyonResistanceCharacteristicofInertialMoistureSeparatorwithDifferentBladeIntervalsZHANGLong，WANGWei，ZHAOYong(RepresenttheRoomofChinesePeople’SArmyNavyinHarbinTurbineCompanyLimited，Harbin150046，Chi

3、na)Abstract：Theresistancecharacteristicnumericalsimulationoftheinertialmoistureseparatorofdiferentimpellerpassagesiscarriedout．Whathavebeenobtainedaretheresistanceperformancecomputationcurvesoftheinertialstagewiththeimpellerpassagesof9mm．1lmmand13ram．Andthesi

4、tuationofD=11mmagreewellwiththeexperimentalvalue．Thiswillprovidedatabasefortheresistancecharacteristicestimationoftheproductionofnewmoistureseparators．Keywords：moistureseparator；thedistanceoftheblade；resistancecharacteristic；numericalsimulation动量方程0前言去c鹏，+音c，

5、一詈+寻(2)目前，装备有燃气轮机的船舶大都配备有进气滤清器。能量方程惯性汽水分离器(简称惯性级)是进气滤清器的一种。而同一种形式的惯性级叶片会随着其间距的不同使得惯性级阻告【p(e+丁Uil~i)】+音{[p(e+芋)叫)力特性与效率特性大不相同。根据不同的使用要求，在确定=一种定型产品前，必须对惯性级进行阻力与效率特性的分啬(OT+)(3)析，使其二者能达到最佳的组合⋯。一般来说，随着惯性级状态方程叶片间距的增大，惯性级的阻力会逐渐变小，效率也会逐渐卫=RT(4)降低。因此要协调好两者之间的关系是十分重要的，

6、也是设P计者所必须要考虑的问题。完全通过实验来确定不同叶片间距对惯性级的阻力特性和效率特性的影响所要做的工作式中=()(+詈)争)量是十分巨大的，可以利用数值模拟的方法来对不同叶片间为黏性应力张量；p为密度；u为速度分量；p为压力；e为单距惯性级内部流场进行模拟，确定出不同叶片间距下的阻力位质量的内能；J}为热传导系数；T为温度；为动力黏性系特性，以便从中找出适合实际要求的汽水分离器，缩短设计数为涡旋黏性系数。周期，以节省人力、物力。标准k—湍流模型模拟涡旋黏性系数，则有关于湍动能k及其耗散率s的一般表达式：1数

7、学模型p=音[(+)簧卜G一c5利用Boussinesq涡旋黏性假设，忽略质量力的可压缩黏p告=去[(+)等]性气体的N—S方程组描述如下：连续方程+Ct詈(+C3G)一C2sp}(6)粤at+÷a(、pUi)：0、(1)：忽略重力影响时，决定于浮力的湍流生成G为零，式收稿日期：2011-03-30作者简介：张龙(1983一)，男，助理工程师，现从事汽轮机监造工作。284汽轮机技术第53卷(5)和式(6)成为Dk=P音[(+一眠J1一(7)p告=音[(+)詈卜c-}G．C2}(8)式中决定于平均速度梯度的湍动能生

8、成为G／xrS这里S；为平均应变率张量的模，平均应变率张量由下式给出：s=÷(+誓)图2惯性级计算域模型(局部)阻力特性由Sarkar建议的模拟可压缩湍流脉动膨胀对总体耗散率的贡献的表达式为=pe2M~其中的湍流马赫数定义为出Mt寺涡旋黏性系数的表达式为进口速腰／(m／s)=p(9)图3不同叶片间距下的压力损失流速状态下压力损失是逐渐增大的，10m／s流速时，D=9mm由