摘要:

针对在高维情况下存在自发凝结的湿蒸汽两相流动数值模拟,回顾了当前湿蒸汽两相流计算的概况,在此基础上给出了守恒型的两相流流动控制方程组及数值求解方法.对二维喷管中存在自发凝结的跨音速两相流动进行了数值分析.结果表明,计算可准确地预测喷管中自发凝结发生的位置,反映了边界层影响膨胀率,从而引起喷管中过冷度及相应水滴状态分布的不均匀,计算也显示了凝结流动与单相流动马赫数分布的显著差异,为研究透平叶栅中的湿蒸汽两相凝结流动奠定了基础.

摘要:

针对氮气在收缩型喷管中自发凝结的两相流动,采用经典成核理论来计算气液两相间的质量传递,选用Standard Redlich Kwong气体状态方程,忽略了气液相之间的速度滑移,利用商业软件CFX中的非平衡凝结模型进行了二维数值模拟.通过对成核率的量级、压力和带液量变化趋势及开始凝结的位置等模拟结果的分析,验证了模型和数值计算的有效性.进一步的数值模拟结果表明:相比于无凝结的绝热膨胀过程,相变释放潜热及气液之间的导热会加热气体,使得气流压力升高、马赫数降低.平衡凝结模型及非平衡凝结模型的对比显示,非平衡数值模型能够更好地揭示低温下氮气自发凝结的两相膨胀过程.

摘要:

针对低温透平膨胀机内复杂自发凝结三元两相流动问题,基于非等温修正成核模型及Gyarmathy液滴生长模型,采用非平衡凝结数学模型,准确预测了气体快速膨胀中凝结成核和液滴生长的过程,基于数值模拟结果,研究了进口过热度和旋转作用对工作轮流道内自发凝结过程的影响,并分析了流道内液滴数目密度、液滴直径及带液量的分布规律.模拟结果表明:当进口过热度不够低时,快速成核发生在工作轮内导流段并发展缓慢,致使气体始终保持在较高的过冷度状态且成核区域较大;非平衡自发凝结与二次涡流的相互作用产生的逆温梯度会带来附加热力学损失,同时增大的逆压梯度会造成更强的边界层分离,从而引起附加流动损失;对于径-轴式工作轮,在二次涡流区域、吸力面壁面附近及尾迹涡流区域内容易发生液滴的聚集,这很容易引起二次成核并形成大尺寸二次液滴,进而带来附加机械损失.

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建立了自发凝结和异质凝结流动统一的数值模型,研究了存在外界凝结核心时天然气中己烷蒸气的节流凝结性质,并对初始颗粒半径、初始颗粒浓度、背压比和总温等因素对己烷凝结性质的影响进行了分析.计算结果表明,己烷在节流后很短距离内凝结,凝结时间很短；己烷自发凝结的极限过饱和度很高；外界核心引起的异质凝结比较显著时会抑制自发凝结,使自发凝结量减小；初始颗粒半径和浓度越大,自发凝结量越小；背压比和总温增加时,凝结总量和自发凝结比重都减小.

摘要:

建立了某台135 MW发电机组直接空冷排汽管道内湿蒸汽两相流动和传热的数学模型.利用计算流体动力学(CFD)软件,对典型工况下汽轮机的排汽状况进行了数值模拟,所得结果可为空冷排汽管道系统的优化设计提供帮助.

摘要:

Fluent Wet-Steam Model是基于经典成核理论,在全欧拉坐标系下描述自发凝结过程的.本文基于该模型对变马赫数槽式喷管内伴随自发凝结的水蒸汽的跨音速流动过程进行了数值模拟,研究水蒸汽在跨音速流动过程中的自发凝结、液滴生长、凝结冲波等现象以及背压变化对流场参数的影响.对蒸汽透平的通流部分设计提供参考,以及为湿蒸汽风洞设计提供参考.

摘要:

对汽轮机缩放叶栅内高速凝结流动进行初步的数值研究.气液两相采用NS方程求解,自发凝结液相凝结过程应用多阶复合参数积分方法求解.采用密度梯度等值图作为数值纹影图,显示了激波系和尾迹涡流的分布与强度.模拟得到了过热蒸汽流动和自发凝结流动中压力、马赫数、激波系流线分布情况以及叶栅的气动参数.分析了凝结过程对流动的影响,数值结果表明:汽轮机缩放叶栅中的凝结过程会使尾缘附近吸力面的边界层分离,增加尾迹流的紊乱程度,改变了叶栅的出口气流角,使流场恶化,对通流能力和做功能力均造成影响.

摘要:

应用基于多波长消光法原理发展的光学探针,测量了跨声速风洞中不同马赫数湿空气流自发凝结形成的水滴尺寸及浓度,并给出了实验结果.