2018年第2期（总第242期）
doi:10. 3969/j. issn. 1009 3230. 2018. 02.002
应用能源技术
汽轮机未级静叶水滴沉积规律数值分析
王智，屈海涛
（华北电力大学能源动力与机械工程学院，河北保定071003）
摘要：针对汽轮机末级湿度过大导致叶片损伤和级效率下降的问题，运用k-e两方程流模型，DPM和EWF模型耦合的方式，对蒸汽在静叶栅内部的水滴况积、运动规律进行了数值模拟和分析。结果表明：负荷不同对水滴况积的影响较小；较大的水滴粒子是液膜沉积的主要来源；压力面在相对叶高0.5以上部位均有况积；吸力面在相对叶宽0到0.2部位均有沉积且在相对叶高0.4以上部位沉积较为明显。
关键调：静叶栅；水滴况积；DPM模型；EWF模型
中图分类号：TK411.2
2文献标志码：B
文章编号：10093230(2018)02-0007-05
NumericalAnalysisofLastCascadeLawofDropletDeposition
in Steam Turbine WHANGZhi,QUHaitao
7
(School of Energy,Power and Mechanical Engineering,North China Electric Power University，
Baoding 071003,Hebei Province,China)
Abstract: For the problemofthe blade damage and reduced stage efficiency caused by the excessive humidity at the last stage of turbine , based on k turbulent mode, the mode of DPM and EWF are used toanalyze the droplet deposition and motion in the stator cascade . The results show that: the influence of different loads on deposition of water droplets is small; larger droplets are the main source of liquid film deposition;the pressure surface in relative blade height over 0. 5 parts are deposited; the suction surface at O to 0. 2 of the relative blade width are deposited and over 0. 4 of the relative blade height are deposited more clear.
Key words: Cascade; Droplet deposition; DPM mode; EWF mode
0引言
在火电机组中，汽轮机的低压缸末几级，蒸汽膨胀降压降温到蒸汽的饱和温度以下。在膨胀过程中，过冷蒸汽的过冷度达到Wilson点时，会产生大量的凝结核心，蒸汽聚集、生长成粒径越来越大的水滴微粒群。一部分粒径较小的水滴会随着蒸汽流动，另一部分水滴击打在叶片的压力面和吸力面上，反弹、吸附、沉积，形成水膜，在汽流的驱动作用下，液膜会在叶片的前缘位置向尾
收日期：2017-11-11
修订日期：2017-1215
作者简介：王智（1978-），男，副教授，主要研究方向为水
蒸汽相变理论、汽轮机内凝结流动及叶轮机械 CFD与优化设计。
万方数据
缘运动，到达尾缘位置后，随着液膜的增厚和汽流切应力的作用，液膜会撕裂，生成直径更大的水滴。这些水滴在到达动叶片位置之后，在水滴颗粒群的持续作用下，会对动叶片造成侵蚀2-6)。凝汽式汽轮机或者供热机组在非供热期也存在上述情况，水冷堆核电汽轮机全部级工作在湿蒸汽区，因此也存在严重的侵蚀现象。
模型建立 1
大功率火电机组以及核电机组末级流动是三维、粘性、流动中凝结的过程，这些情况给计算带来了很大难度[7-9]。需要根据实际情况，做必要的简化处理。由于一次水滴中的极为微小的颗粒