汽轮机的低压排汽缸在汽轮机中有着重要作用。排汽缸收集从透平末级排出的工质,将其引导向凝汽器。在此过程中工质减速扩压,其数量可观的余速动能得到回收。排汽缸的扩压能力表征了其回收余速动能的能力。在凝汽器喉部真空度一定的情况下,低压排汽缸的扩压能力越强,汽轮机透平末级出口处的静压就越低,机组的可配置焓降就会越高。然而排汽缸在回收余速动能的同时,由于其内复杂的旋涡运动,也会造成排汽能量的损失。因而排汽缸的性能主要通过以下两个方面来衡量:扩压能力和能量损失。探究现有汽轮机排汽缸的流场特征,并通过对流场的认识和理解来研究如何改善排汽缸性能,将有助于有效提高汽轮机效率,以达到节能减排的目的,具有重要意义。本文以某超超临界汽轮机低压排汽缸的缩小比例模型为对象,通过实验和数值模拟,对模型的流场特征和性能进行了详细的研究。在本文的实验中,首先采用热线风速仪对均匀来流工况下的排汽缸流场进行测量,得到排汽缸进口的速度分布;通过扩压器壁面压力的测量,研究了扩压器壁面的压力特性;通过PIV实验对排汽蜗壳不同周向平面和出口平面的流场测量,研究蜗壳内不同特征平面上流场结构的变化规律,并结合热线风速仪所测得的蜗壳下部的通流速度,揭示了内部流动产生损失的机理。在数值模拟中,首先通过实验和数值模拟结果的比较,验证了数值计算模型及参数选取的合理性和准确性。然后通过数值模拟更为深入的分析了排汽缸模型内部的三维流场结构和性能特性,并发现在排汽缸下部加装隔板可以打碎占据主要通流面积的通道涡,有效提高了排汽缸的性能。本文还提出了加装隔板可以遵循的经验性的结论。