多級水封進(jìn)口流速的fluent數(shù)值計算.docx

1、Vol. 56 No. 4汽輪機(jī)技術(shù)TURBINE TECHNOLOGY多級水封進(jìn)口流速的fluent數(shù)值計算張文萍，廖兵，付磊，白林峰(東北電力大學(xué)，吉林132012)摘要:多級水封管通常應(yīng)用在電廠軸封加熱器、汽泵等設(shè)備內(nèi)的凝結(jié)疏水或密封水輸送到凝汽器的管上，水封管是 靠疏水兩端的壓差來進(jìn)行疏水的，多級水封在運行過程中的進(jìn)口流速不能過大否則容易造成水封運行的不穩(wěn)定， 利用fluent對水封密封水進(jìn)口流速進(jìn)行數(shù)值計算,分析得出多級水封的運行穩(wěn)定性與密封水進(jìn)口流量成反比,造成 這種現(xiàn)象的主要原因是密封水在流入水封管之后會有兩次從高處往低處以自由落體、淋浴、附壁流等方式'排擠水 封原來建立

2、的空氣柱，考慮到軸加、給水泵等的密封水出口流量值和水封的運行穩(wěn)定性，應(yīng)該將進(jìn)水速度控制到 0. lm/s 0.5m/s,這樣既能保持較高的疏水量又能維持水封的運行穩(wěn)定性。關(guān)鍵詞：多級水封;進(jìn)口流速；fluent數(shù)值計算;流速分析分類號:TK264. 12.文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1001 -5884 (2014) 04-0249-04The Fluent Simulation to the Inlet Flow Velocity of the Multi-stage SealZHANG Ai-ping,LIAO Bing,FU Lei,BAI Lin-feng(Northeast Dianli

3、 University, Jilin 132012,China)Abstract:The multi-stage seal is always used in pipeline of transporting condensate trap or seal water of steam heater,pump and other equipment of power plant to the condenser. The transporting power of seal tube relies on the pressure difference across the hydrophobi

4、c. If the inlet flow rate of the Multi-stage seal becomes too large, it will result in the instability of the Multi-stage seal. This article will use fluent to simulate the inlet flow rate of seal, it can know that the operation stability of multistage seal is inversely proportional to inlet flow ra

5、te of seal. The main reason of that is that the exclusion of the seal water flow into second stage water seal pipe to the former air column. Taking into account the hydrophobic volume seal heater and the operation stability of multistage seal,the inlet flow rate should be control 0. lm/s 0.5m/s. It

6、can not only keep die higher hydrophobic volume but also the higher operation stability.Key words:multi-stage seal； the inlet flow velocity； fluent simulation； analysis of the velocity收稿日期：2014-01-07作者簡介:張艾萍（1968.），男，內(nèi)蒙古興和人，教授，博士，主要從事熱力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和經(jīng)濟(jì)性診斷方面的研究。0、 刖日電廠多級水封主要用于軸封冷卻器、給水泵等設(shè)備內(nèi)的 凝結(jié)疏水或密封水輸送到凝汽器的管

7、路上，既能通過溢流保 證疏水惕通,又能保證水封管內(nèi)一直有水，從而防止汽泵或 軸封加熱器與凝汽器氣體相通影響凝汽器真空度，多級水 封的原理是根據(jù)單級水封的原理得來的，單級水封就是連通 器原理，管道兩邊的液面高度差等于容器兩邊的壓差，單級 水封由于結(jié)構(gòu)簡單運行過程中較多級水封更穩(wěn)定，電廠水封 的工作環(huán)境中容器兩端處于一個大氣壓差，因而單級水封的 管道長度要大于10m,然而軸封冷卻器、給水泵凝汽器等設(shè) 備距離汽機(jī)房0m層要小于10m,所以經(jīng)常要埋一部分管道 在地面以下，這樣布置困難也不利于清潔和修理；多級水 封是利用多個套管相連來縮短水封的高度，利用幾個高度較 小套管來達(dá)到一個單級水封的效果而不用將

8、一部分管道埋 在地下，現(xiàn)在電廠中常用的有多級水封級數(shù)為3 5級，圖 1所示為3級水封結(jié)構(gòu)圖，在開始運行前，應(yīng)先將水位控制閥 閥門開啟，開啟注水門和排氣門，將多級水封管內(nèi)的水注入至水位控制閥門處有水流出為止，建立好水封運行前的水柱 高度，當(dāng)凝汽器抽真空后，關(guān)閉注水閥門、排氣門、密封水排 地溝閥門。因為密封水回水進(jìn)入一級多級水封管內(nèi)是氣水 混合物，所以溢流閥應(yīng)保持開啟將第一級水封管內(nèi)的氣體排往大避免在第一級水時管內(nèi)壓力過大排擠回水經(jīng)過 現(xiàn)場對多個火電廠的調(diào)住表明，多級水封桶的管徑和高度設(shè) 計、密封水的流量和壓力控制等方面，當(dāng)其中一個環(huán)節(jié)出了 問題就會影響水封管的正常運行，將通過對多級水會的血 en

9、t數(shù)值模擬更直觀的看出多級水在不同進(jìn)I I流速下的運行 穩(wěn)定性，以此得出含理的密封水進(jìn)口流動速度。I多級水封各級水封桶的壓力和水位的理 論計算理論計算的目的是為計算多級水封各級水封管的初始 壓力與水位高度，目前力算水封高度的公式有以卜兩式w :H =+ (0.5 I)pg式中，為每級水封高度,m; pm、p°誠為多級水封管進(jìn)出口壓 力，Pa;為多級水封級數(shù)/為水的密度，1 OOOkg/mLg為重 力加速度,m/S .(), 5 1.0為富裕地。P, - P ./, = I(I)(2)Pg式中,"為多級水封第，級的有效水封高度,m;式(1)計算 水封高度是把每級水封筒內(nèi)石 成

10、一樣水位高度來進(jìn)行計算 的，式(2)是分別計算每級水封高度實際運行中每級水封高 度是不-致的，所以式(2)更為精確,F面將以式(2)來計算 各級水封高度和壓力，計算是建、7：在以下幾個條件下：(1) 凝汽器絕對壓力P仙=0.(X)3MPa,回水口壓力壓= 0.1 MPa,大壓力為一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓.密封水溫度為45Y；(2) 由于密封水流動阻力較小，所以計算過程不考慮流 動阻力；(3) 水時管內(nèi)的空氣膨脹前后均按照理想氣體處理，即 滿足波義耳定律。如圖I中的結(jié)構(gòu)尺寸 為= 3. 267m,/i4 = 0. 2in, A - h、=7m,£ =0.665m,D =0. 273m,D4 =0

11、. 133m；D2 = 0. 194rn, l) - I)K = 0. 219 m ； C = 0. ()7 n】，G = G = G = 0. 004 in ；人，= 0.005m,K| =K3 =0.006mo由最后一級水封桶自由液面距 離凝汽器高度差為7m得出最后一級水封桶壓力/>( =0.003 + 0.01 x7=O.O73MP*但|密封水在進(jìn)入凝汽器的尼部 管道會因壓力低發(fā)生汽化而減小此段管道的壓力，當(dāng)回水 溫度為45T時壓力會減小().(X)5 MPa,所以實際Pi = 0.068 MPlp2 = /" + (如-0. 15) xO.OI = 0.066 5 +0

12、.01 如(3) 式中,P2為抽真空后第二級水封的壓力,MPa也 為抽真空后 第二級水封平衡狀態(tài)水位,mm。* 二打/4 x 0. 252 x 0. 665 + ”/4 x0. 1? x 0. 05+ 7T/4 x 0. 1252 x 0. ()5=0. ()33 6m5(4)式中，匕為抽真空前第二級水封桶內(nèi)的空氣體積,m)V,.=匕一 7T/4 X 0. F X 0. 05 + 77/4 X 0. 125?如 =0. 033 2 + 0.012 3/i,n?(5)式中，匕為抽真空后第二級水封桶內(nèi)的空氣體積,n。P2V2 =01 匕(6)聯(lián)左以上幾式得到：62/i； + 515h, - 576

13、 = 0h = 0. 91 mp2 = 0.066 5 +0.01 x0.91 = ().075 6MPah2 = (0. 1 -0.075 6)/0.01 = 2.44m*站=3. 067 + 0. 27 - 0. 273 2/2 - 0. 05 - h2 = 0. 72m(7)2多級水封管運行的數(shù)值模擬2. 1多級水封管模型的建立及網(wǎng)格劃分物理模型的平面結(jié)構(gòu)圖形如圖1中所示，采用:維軟件 SOLIWORKS進(jìn)行三維建模，模型結(jié)構(gòu)圖和削而圖如圖2所 示,該模型省略r出口至凝汽器的管段模型的結(jié)構(gòu)尺寸為 圖1中的尺寸，將建立好的，維模型導(dǎo)入到ICEMCFD中進(jìn) 行網(wǎng)格建立，為了得到更精確的網(wǎng)格，

14、除r全局網(wǎng)格設(shè)置外 并分別對水封桶內(nèi)直徑較小的管道進(jìn)行合理的網(wǎng)格尺寸設(shè) 置，采用八叉樹法生成六面體IE結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，并對網(wǎng)格進(jìn)行 平滑處理,生成的網(wǎng)格圖如圖3所示,對該模進(jìn)彳J網(wǎng)格無關(guān) 性的驗證得到網(wǎng)格數(shù)量大F52萬以后計算結(jié)果趨F穩(wěn)定,圖3模型的網(wǎng)格圖2.2數(shù)值計算的數(shù)學(xué)模型多級水封運行過程中,從密封水進(jìn)門到凝汽器的管路中 壓力逐漸減小，第-級水封桶內(nèi)自由液面上方因為水位控制 閥在運行中處于開啟狀態(tài)，則第一級水封桶內(nèi)空y壓力為一 個大氣壓,依次往后凡級壓力降低.密封水流動方式為逐級 溢流即多級水封內(nèi)的水達(dá)到平衡狀態(tài)時，-日.進(jìn)11有水流入 就會由于壓差的作用在另一端排擠-部水出去。由f水和 空

15、氣互不相容所以應(yīng)選擇多相流中的VOE模型進(jìn)行求解,水封的L作過程中山水對空氣的擠壓以及水封兩端壓差 的變化會導(dǎo)致食筒內(nèi)的空氣會不斷的膨脹或壓縮，所以空氣 應(yīng)為可壓縮相，對r整個流動過程滿足動吊方程：-r-(pr) + V (pvv) = 一 Vp + V )Lt( Vf + 鏟) dl+ p&"(8)式中,P為空和水的平均密度;p為壓力；為空和水之 間的作用力;為黏度。能量:方程：專(p幻 + V MpE+p) = V (妁) +黑(9) 式中,P為空弋和水的平均密度；£為水和空氣所具有的能 也么為有效熱傳導(dǎo)系數(shù);7,為溫度南 為容積熱源。2.3計算結(jié)果的驗證水封4

16、行過程中，涉及到兩相流,而水和空氣互不相容, 所以在多相流模型中選取VOF在型進(jìn)行求解，空氣設(shè)置為 可壓縮相湍流模型選擇標(biāo)準(zhǔn) J 模型并打開能&方程,管 道材料選為不銹鋼，邊界條件按照理論計算值進(jìn)行設(shè)置，由 于本問題研究的是進(jìn)口流速對水封運行的影響，該模型選擇 的是用在軸封加熱器之凝汽器疏水的多級水封，按照軸封加 熱器的凝結(jié)水ht正常伉而G,在該尺寸的多級水時內(nèi)的疏水 速度為(). 4ni/s左右，所以進(jìn)口采用速度進(jìn)11,1411密封水速 度先設(shè)K為().2mA,密封水至凝汽器的出口設(shè)為壓力出口， 由于模邸中出口至凝汽器還有一定距離，故出口壓力設(shè)置為 凝汽器壓力加上相應(yīng)管道產(chǎn)生的重差，

17、而水位控制閥門出口 設(shè)置為壓力出口，壓力伉為-個大氣壓，在計算進(jìn)行初始化 后按照忡理論計算好各級水封棉的初始水位及相應(yīng)的壓 力參數(shù),設(shè)置好相關(guān)的求解方法和松弛因子后進(jìn)行作穩(wěn)態(tài)計 算至收散后將數(shù)值計算的每級水封管疏水速度與理論計算 對比進(jìn)彳亍驗證,首先進(jìn)行每級水封的密封水流動速度理論計 算，由進(jìn)II流動速度為 =0.2mA而進(jìn)門的橫截面枳S近= n去=3.14 x0.05、己則進(jìn)口體積流量qv =，進(jìn)S進(jìn)，有水封 運行的原理町知運行過程中采用逐級溢流的方式，在密封水 流動過程中扭級水封桶之間維持動態(tài)平衡，則管道每個截面 的流動速度與截面積的大小成反比，即vx = 進(jìn)S爆/S.、(X代 表管道的某

18、個截面)，第一級水封桶外套傍內(nèi)密封水的流動 速度 匕外=0.2 x 3. 14 xO.O52/3. 14 x (0. IO72 -O.O52)= 0.055 9ni/s,第一級套管內(nèi)管密封水的流動速度匕內(nèi)=0.2 x 3. 14 xO.O52/3. 14 xO.O52 =0.2ni/s,同理第二級套管內(nèi)管密 封水流動速度為匕內(nèi)=0. 128m/s,匕外=0.088 6m/s,第三級 食管外管密封水流動速度匕外二().055 9m/s,匕內(nèi)=0.2m/s. 出門處的截面積等F進(jìn)門處的截面積,所以密封水出口速度 等于進(jìn)口 0. 2.11/80數(shù)值計算結(jié)果的云圖如圖4、圖5所示。圖4為各級水封管疏水

19、速度云圖，山卜管內(nèi)的流動方式 為溢流萬式，所以當(dāng)密封水進(jìn)入第-級后外套管后將自動排 擠相同卅的水進(jìn)入第二級食管內(nèi)管，而內(nèi)管的自由液面距離 第二級水封管的頂部還仆一定距離，所以從第一級水封管內(nèi) 排擠出來的水將在-定高度范圍內(nèi)以自由落體、附壁流等方 式流人第二級您管內(nèi)管中，所以這部分非滿管流動的部分速 度較大，如圖中顏色較深的部分，圖5為沿若各級水封管底 部截出內(nèi)外傍速度云圖，圖中顯示第-級套管內(nèi)管的速度基本部處在為().2 ni/8右，外管的速度分布均勻性稍差速度值基本處于0.057m/s左右,第二級套管的外管由J *管徑較 小所以速度分布的均勻性比第 級的稍去，第三級套管內(nèi)外 管速度分布與第一

20、級基本相同，因為第一級套管的外管受到 進(jìn)口水流的作用，速度稍大點因此顏色稍微深一點c用截 血平均值的方法得出的各級套管內(nèi)外管的*均流速，第級 外套管的水流速度匕外和第3級外套管的速度嶺外相同與理 論計算值0.0559mA基本吻合，同時其它管道的流速也與理 論計算值基本吻合,所以上述求解器、邊界條件等設(shè)置正虬9.697e-001 9.091e-001 8.4B5e-001 7.879e-001 7.273e-001 6 667e-001 6.061e-001 5455e-001 4 848eX)01 4.242eQ01 3.636e-001 3.030e-001 2.424e-001 1 818

21、e-001 1.212NXM 6 061e-002 OOOOeHXX) m sA-1|圖5各級內(nèi)外套管 流速截面圖圖4各級水封管密封水流動速度3密封水流動速度范圍的分析由多級水封工作原理可知.多級水封從第-級到最后- 級I &力逐漸降低從而起到-個抵消f K差的效果，所以在每 級套管內(nèi)都是壓力較大側(cè)的水位較低,運行過程中各皆道水 6"、圖如圖6、圖7所示。VVater.Vdwne Fraction Contourl 7：>9.697eS1 9.01e<001 6 485e-001 7.879e-00l 7.2 腿 001 6.6675 6.061e-001 5.4

22、55e-001 4.848+001 4.24251 3 636e-001 3.030e4X)1 2.424e-001 1.818e-001 1.212e-OO1 6 061302 0.000e+000Water-Volume FractionContow 1 其I9.69751 909U-001 8.485e<001 7 879eX)1 7.273e-001 6.667e>001 6 061e-001 5.455e-001 4.848e>001 4 242e-001 3.636e-001 3.030e-001 2.424e 001 1.818e-0011.2l2e-001 6

23、.061 e-002 0 000e*000圖6各級水封內(nèi)外圖7第一、二級水封內(nèi)套管水位套管水位圖6、圖7所示為密封水迎入第一級后通過第-級套管 內(nèi)管溢流到第二級套管的內(nèi)管，如圖7中所示，在水封進(jìn)曰 處沒有密封水進(jìn)入時第二級套管內(nèi)管自由液面上方應(yīng)該全 是空氣，當(dāng)有水進(jìn)入后,通過門由落體、附壁流等方式流人第 二級的密封水會排擠自由液面上方的空氣，使得空氣被壓縮 從而n由液面上方的壓力會增大，所以如果流速過大木僅會 造成上方的空氣壓力變化過大，而旦過大的密封水流速也會造成自由液面的強(qiáng)力沖擊導(dǎo)致水封沖破形成滿管流動,當(dāng)密 封水流入第二級套管以后將通過第二、三級之間的連接管道 進(jìn)入第三級，此時第三級套管

24、外管也是由于自由液面很低且 上方是空氣所以密封水的流入方式與第二級內(nèi)管相同，但 是用第三級外套管的自由液面上方空間較第二級大很多則 當(dāng)水ht相同的悄況F最先影響到第二級套管。圖8所示為 第二級食管內(nèi)管自由液面上方水流速度的局部放大圖，如圖 中顯示左側(cè)靠近壁面由于自由落體受到的外力較小速度最 大處達(dá)到了而右側(cè)由于受到壁面的撞擊以及被壁面 撞擊回來的水流之間的撞擊影響，所以速度要小于左側(cè)的流 速，在這些水F落的過程中在自由液面上方空氣產(chǎn)生的水體 積含t如圖9所示，從圖中可看出這部分水的體積含般較小.所以對壓力的影響很小.經(jīng)過截面積平均法計算后這部分水的體積約為自由液面上方的3%左右。,.2恤十00

25、01.535000 1*39"00 1.343e>00C 1.247e-KX)C tlSleHXXJ 1.055e*00C8.6*0017 675©-0016.715e-001 5.756e-001 4.797e-001 3837&-001 2.878e-001 1 919e-0019 594e-0021 O.OOOeOa m sA-1)圖8第二級水封內(nèi)圖9自由液面上方水體積套管速度局部圖理論上來說原來的空氣體積被減小了2.96%時，壓力 也應(yīng)增大原來莊力的3%左右，原來液面上方的空氣壓力為 74.5kPa加上2.335kPa等于76.8kPa左右，但是在實際

26、過程 中由F空氣被擠壓時水位也會相應(yīng)降低，水位波動也較小, 所以實際的壓力要小于76.8kPa與原壓力相比相差很小，所 以此時第二級內(nèi)套管自由液面上方各處壓力基本是一致的, 當(dāng)水封速度為0.2m/s時管內(nèi)各個部分的壓力較穩(wěn)定，從而 運行也比較穩(wěn)定。將進(jìn)口密封水流速度調(diào)大后再進(jìn)行數(shù)值 計算，分別對進(jìn)口流速為0.I m/s、(). 3ni/s、0.4m/s、0.5 m/s、 0.6m/s l5m/s,l4組工況進(jìn)行模擬，圖10所示為不同進(jìn) 口流速卜的第二級水封套管內(nèi)管自由液面上方的水體積含 鼠云圖，隨著進(jìn)口流速的提高，第二級套管內(nèi)管自由液面上 方空氣中的水體積含晴越來越大，第一級內(nèi)管出口處的水量

27、明顯增加這也導(dǎo)致了在這部分水流入第二級時的流動過程 更為混亂，當(dāng)密封水進(jìn)口流速為0.5m/s時第二級套管內(nèi)管 自由液面方的水址占到了自由液面上方總體積的4.98%, 圖11所示為不同速度F的第一、二級水封內(nèi)套管的壓力，此 時上方的空氣由于被壓縮后壓力也由原來的74.5kPa增大到 76.3kPa,第二級套管內(nèi)管自由液面下降了0.13m,由于壓力 變化不是很大所以自由液面的上方的壓力分布也較均勻。當(dāng)進(jìn)口流速增加到0.9m/s時自由液面上方的水體積含 量為9. 12%,自由液面的上方由于水流速度、水體積比例和 流場的混亂度增加引起r壓力分布的不均，此時自由液面上0 83300(6 030e-00l

28、i5 528e-00W4 97So 0014 422«>0013 869»XX)13 317001：2.7640011 Z211e-00l 165ae4»ll1 106e4»T5 52Se 0020.000 «00C0.5m/s:9.盼79 091001 8.485eC1 7.879X)017 2730018.6«7eXM6 061MXH5 4550014.848«-0014 242e-0013 636e-0013 030e-0012 424e00l|1.818e-001 1.2i2<OOl!6 061e002：

29、 ooooood » *7：»>0e-001 7.273001 6.W7>4X)1 6 001»-001 5.465001 1 4 648e-001 I 4.242»-001 3.636001 3.030»*001 2 424<M»1 1.818C-0016 061e 002 O.OOOe+OOO0.9m/sl.Sm/s圖10不同速度下的第一、二級水封內(nèi)套管水體枳0.5m/sg3、'S0O4, 54&r0048 43/V*004, 3”。8482iee4O(M 106«HKM 7 995&#

30、171;HX>«0.9m/sa "OH a.57$»*<XM8.333e*0045.091 »*00«1.5ni/s7727eXM7.«06e*<X>47.4B5e«004 7 ?242e*0047 121rMXM 7 000e«004圖ii不同速度F的第一、二級水封內(nèi)套管的壓力 方的平均壓力值為78. 8kPa，當(dāng)進(jìn)口流速增加到1.5m/s時的 水體積含量增大了到13.2%使得空氣被壓縮較大后自由液 面的高度下降了0.37rn,利用15組不同速度卜第二級水封內(nèi) 套管的壓力與初始壓力的是值l

31、p隨者速度的變化伉繪制的 曲線如圖12,如圖中所示隨著速度的增加Ap的值增幅越來 越大，在速度為0.5m/s以內(nèi)的尊增幅最小，超過0.5m/s時 p的增長率越來越大。旦在速度為().5ni/s以內(nèi)的壓差為 1.5kPa左右只占到初始壓力的2%,對壓力的影響較小,此時 水位波動很小，運行相對較穩(wěn)定。當(dāng)密封水進(jìn)】速度為0.9 ni/s時的壓差占到初始壓力6.3% ,此時流動情況較混亂. 水位波動較明顯,對水封管內(nèi)的壓差形成了較大的破壞容易 造成水封的破壞現(xiàn)象，所以對于該尺寸的水封在實際運行中 不應(yīng)讓進(jìn)口流速超過0.9m/sc但也不是進(jìn)LI流速越小就一 定越好.因為如果進(jìn)口長時間沒水進(jìn)入時，當(dāng)凝汽器

32、壓力變 化時可能出現(xiàn)水封失水的現(xiàn)象。進(jìn)口流速/(m/§)圖12壓力隨流速的變化曲線4結(jié)論通過對某種尺寸的多級水封運行過程的數(shù)值模擬得出(下轉(zhuǎn)第257頁)頂部反扭靜葉直葉片臉葉 J型祐訐 正彎靜葉302826.242220.18.16.14.12.1008.06.04.0200 oo.o.o.o.o.o.o.o.o.o.o.o.o.o.o.O相對好高I圖12動葉能量損失系數(shù)沿相對葉高的變化與比較損失要高于直葉片靜葉級和正彎靜葉級。綜上可得，原模型級中靜、動葉損失偏大可能有兩個原 因,一是該模型級的靜葉是一個上半葉高反扭的靜葉，靜葉 頂部有效出口角過小，頂部反扭部分的靜葉出氣角小于10。

33、, 使頂部的端部損失可能偏大;二是靜葉頂部反扭對下游流場 產(chǎn)生負(fù)面影響，造成動葉的損失因沖角增大而增大。通過3種改進(jìn)方案的計算與比較,可見采用正彎靜葉透 平級的氣動性能最佳，靜、動葉損失最小。采用彎曲葉片柵, 即葉片的壓力面與上下壁面組成的夾角均為銳角時,可以獲 得吸力面和壓力面上的沿葉高的壓力呈C型分布。在它 的作用下，兩端邊界層被吸到中部并被主流帶走，因而兩端 部區(qū)內(nèi)的能量損失下降。由于兩端部區(qū)域內(nèi)的低能量流體 被吸入中部，葉柵中部某個區(qū)段能量損失有所增加。但在一 般情況下，中部區(qū)的能量損失增加得并不顯著，因而葉柵中 的總能量損失是減少的4結(jié)論本文以Fine/Turbo對某600MW汽輪機(jī)

34、高壓缸內(nèi)的CVN 靜葉透平級進(jìn)行了數(shù)值計算和分析，計算了不同速比下的透 平級的氣動性能，并與試驗結(jié)果進(jìn)行對比，分析比較了級效 率、反動度、流量系數(shù)等技術(shù)指標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，通過改進(jìn)靜 葉成型，提出了 3種透平級的改進(jìn)設(shè)計方案，計算和比較了 各方案級效率和級內(nèi)損失的差異，提出了最優(yōu)的設(shè)計方案。 主要結(jié)論如下：(1) 數(shù)值計算結(jié)果與試驗吻合較好，級效率、反動度、流 量系數(shù)等主要氣動性能指標(biāo)的變化趨勢一致；(2) 最佳速比介于0.52 -0.53之間。速比0.5時的級效 率的計算值為85.1%，與試驗值之間存在約2%的相對誤差；(3) 該CVN靜葉葉型并不是最佳，靜、動葉損失偏大，占 級損失的70%以

35、上，造成級效率偏低；(4) 3種改進(jìn)透平級的氣動性能均優(yōu)于原模型級，正彎 靜葉透平級為最佳設(shè)計方案,其靜、動葉損失最小,可提高透 平級效率約1.2%。參考文獻(xiàn)1 蔡頤年.蒸汽輪機(jī)M.西安:西安交通大學(xué)出版社,1988.2 王仲奇，鄭嚴(yán).葉輪機(jī)械彎扭葉片的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 J.中國工程科學(xué)，2000,2 (6):40-47.3 張兆鶴，崔 琦，梁安江.有關(guān)葉柵損失的探討JJ. ±海汽輪 機(jī),2002,(1)： 54-61.4 徐 旭，康 順，譚春青.透平轉(zhuǎn)子直列葉柵流場及其總壓損 失的數(shù)值研究J.工程熱物理學(xué)報,1999,20(6)： 595 -698.5 蔣洪德，朱 斌,徐星仲，等.葉輪機(jī)械數(shù)值計算與設(shè)計方法進(jìn) 展及其在汽輪機(jī)中的應(yīng)用J .工程熱物理學(xué)報,1998,19(3)： 310-314.6 空氣透平級試驗結(jié)果及分析(II)R.上海:上海發(fā)電設(shè)備成 套