蒸汽透平内湿蒸汽两相流动会引起蒸汽透平效率降低和叶片磨蚀。从本质上来讲,存在自发凝结的湿蒸汽两相流动是一种非平衡过程,它主要体现在两个方面,一方面液滴温度与其周围蒸汽温度存在着差异,称之为热不平衡,另一方面液滴和蒸汽之间存在速度滑移,称之为动力不平衡。偏离了平衡态的湿蒸汽两相凝结流动对蒸汽透平内的流动有着重要的影响,由于凝结引起的相间的质量、动量、能量传递以及这个热力不可逆过程本身都会改变蒸汽透平内部的流动特性。如果能够准确的描述由自发凝结引起的这个非平衡过程,并在在设计过程中加以考虑,则极有可能提高蒸汽透平的效率。本文基于双流体的概念和存在自发凝结湿蒸汽两相流动的特点,给出了适用于湿蒸汽两相流动的双流体模型,考虑了由于相变引起的气液两相之间质量、动量、能量的转移以及气液两相之间的速度滑移。对于两相湍流及其相互作用的封闭模型,针对气相给出了适用于双流体模型的带旋流修正的k-ε模型,而对于液相,直接使得液相湍流粘性系数与气相湍流粘性系数相等。作者以商用软件FLUENT为求解平台,利用FLUENT提供的二次开发接口,将上述描述湿蒸汽两相流动的双流体模型在FLUENT求解器中实现。针对所开发的双流体模型,分别在存在自发凝结的喷管和二维叶栅中做了模型验证。为了考虑自发凝结引起的非平衡过程和速度滑移对蒸汽透平内流动的影响,本文又在双流体模型的基础上给出了不考虑自发凝结和不考虑速度滑移的两种计算模型,探讨了自发凝结以及速度滑移这两种因素对叶栅出口气相总压以及其它参数的影响。本文还利用推导得到的双流体模型对某汽轮机静叶内部存在自发凝结的湿蒸汽两相流动进行了数值模拟,考察了三维流动中自发凝结对蒸汽透平内流动的影响,着重进行了流场分析以及凝结对静叶出口气动参数的影响。