汽轮机内蒸汽瞬变凝结流动及其对叶片高周疲劳影响的研究

项目名称： 汽轮机内蒸汽瞬变凝结流动及其对叶片高周疲劳影响的研究

项目编号： No.51376140

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 能源与动力工程

项目作者： 谢诞梅

作者单位： 武汉大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 湿蒸汽问题长期以来一直困扰汽轮机设计和制造技术人员，是影响汽轮发电机组经济性和安全性的难题。本课题拟通过理论研究、数值计算，研究汽轮机内蒸汽瞬变凝结流动及其对叶片高周疲劳影响。运用物理学研究中所采用的分子动力学和Monte Carlo方法研究实际机组级内蒸汽凝结形成的水滴表面张力与其半径及可溶性杂质含量的关系，并用其计算同相成核率和异相成核率。将QMOM方法与成核理论相结合，建立考虑蒸汽杂质影响的瞬变凝结流动的三维数值计算模型，研究异相成核对蒸汽瞬变凝结流动的影响；通过研究机组内蒸汽瞬变凝结流动状况，分析其对级效率的影响；建立适用于对汽轮机叶栅进行三维流固耦合分析的计算模型，研究两种成核现象对不同工况下湿蒸汽级叶片表面载荷和强迫响应的影响，同时研究叶片高周疲劳对蒸汽瞬变流场的敏感性。本课题的研究可为汽轮机湿蒸汽级叶片的优化设计提供理论基础和依据。

中文关键词： 汽轮机；瞬变凝结流动；表面张力；流固耦合；高周疲劳

英文摘要： Wet-steam problem has a strong impact on the the economy and security of steam turbine units and it has puzzled the steam turbine designer and manufacturer for a long time.Both therotical investigation and numerical simulation will be undertaken to study

英文关键词： steam turbine；transient condesation flow；surface tension；fluid-structure interaction；high cycle fatigue