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在核动力汽轮机、地热汽轮机和其它低参数汽轮机中透平初参数低,这使得这些汽轮机不能采用中间再热循环,因此湿度问题在这类透平领域变的比较突出。目前,国内外的科研工作者正在开展高效的除湿技术研究,以达到减低透平通流中蒸汽湿度的目的。采用除湿级进行除湿是一种典型而且非常高效的内部除湿技术,非常适合单缸汽轮机。本文研究的目的是采用数值方法讨论除湿级的气动特性以及水滴在其内部的运动特点,为实际的工程实践提供一定指导。 本文从某型除湿级试验透平出发,采用混合平面法讨论其流动特性。该除湿级的几何特点是在该级动叶片吸力面表面上开有七个沟槽、动叶片顶部具有草帽型围带(叶冠)、叶冠内部开有孔、叶冠与机匣端壁之间存在一定厚度的间隙、该机匣端壁也开有孔(收水带)。为了更好的了解上述的几何特点对动叶片的流动特性影响,本文讨论了三种结构:具有间隙带有沟槽带有叶冠(具有上述全部的几何结构)、具有间隙不带有沟槽带叶冠、不具有间隙不带有沟槽不带有叶冠。同时本文针对上述几何结构特点,采用离散相模型(DPM)单独讨论了二次水滴在除湿级单个动叶片以及整级结构的运动情况。 经过讨论分析得到如下结论:叶冠以及叶冠内部的孔是造成叶片表面流动分离以及损失的主要原因,从而降低了气流对动叶的做功能力;沟槽影响了吸力面表面的流线分布,同时在沟槽内部产生了流动分离及损失,但对整个流道的内部损失影响不大;叶冠和沟槽对各种不同粒径水滴的收集能力随着粒径增大而增强,叶冠收集的能力要强于沟槽;沟槽、叶冠的倒“V”字形以及叶冠内部输水孔在捕捉水滴方面起到了关键作用。