韩中合，韩　旭，李恒凡

（华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室，河北 保定 071003）



叶栅通道内湿蒸汽非平衡凝结流动的数值模拟

韩中合，韩旭，李恒凡

（华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室，河北 保定 071003）

过冷度是各种凝结现象产生、发展的直接驱动力，叶栅通道内湿蒸汽成核过程通常集中在喉部下游很窄的区域内，水滴数目和水滴半径分布则受到边界层和尾迹影响。针对叶栅通道内跨音速非平衡凝结流动参数分布陡峭、变化敏感的特点，采用具有较好激波捕获效果的高分辨率二阶TVD格式进行离散。利用时间推进法对控制方程进行求解，建立了凝结流动的数值解法，模拟与实验结果相吻合，验证了模型的准确性。研究了叶栅通道内非平衡凝结流动的基本物理现象，讨论了进口过冷度对凝结特性的影响，归纳了叶栅通道内压力、成核率、水滴数、水滴半径、蒸汽湿度的变化规律。研究表明：进口过冷度对非平衡凝结流动特性有重要影响。

湿蒸汽；叶栅通道；跨音速；两相流；凝结；热力学

DOI：10.11949/j.issn.0438-1157.20151614

目前，许多研究人员通过数值模拟方法对微通道内多相流动进行研究［3-11］。White等［7-8］运用二维非黏性时间推进法对叶栅非平衡凝结流动进行了计算，得到了精准的计算结果，通过求解汽轮机内过冷度、膨胀率、湿度等参数，得到了Wilson 点与过冷度之间的关系。Bakhtar 等［9］运用经典成核理论，采用有限体积法对跨音速二维叶栅凝结流动进行了计算。……