Введение
Глава 1. Обзор литературных данных 7
1.1. Характер распределения крупнодисперсной влаги в последних ступенях турбин 9
1.2. Краткий обзор экспериментальных методов определения характеристик жидкой фазы 17
1.2.1. Определение размеров капель 17
1.2.2. Определение скоростей капель 21
1.3. Структура капельной среды за сопловыми решетками турбины 23
1.3.1. Области проявления эрозионно-опасной влаги за сопловой решеткой 23
1.3.2. Влияние режимных параметров на характеристики жидкой фазы за сопловой решеткой турбины 28
1.3.3. Характер течения водяной пленки на поверхностях лопатки 32
1.3.4. Срыв водяной пленки с выходной кромки лопатки 37
1.4. Механика движения крупнодисперсной влаги в проточных частях турбомашин 43
1.4.1. Силы, действующие на частицу в потоке газа 43
1.4.2. Моделирование течения влажного пара 45
1.4.3. Движение крупнодисперсных частиц в межлопаточном сопловом канале 50
1.5. Современные методы исследования скоростных характеристик потока 55
1.6. Постановка задачи на исследование 59
Глава 2. Экспериментальный стенд, модели и методика исследований 62
2.1. Методика экспериментальных исследований 62
2.1.1. Тепловая схема экспериментальной установки 62
2.1.2. Система пневмометрических измерений ИВК MIC-300M 64
2.1.3. Прибор теневой автоколлимационный ИАБ-451 67
2.1.4. Система лазерной диагностики потоков «Полис» 69
2.1.5. Измерение размеров капель с помощью метода инерционного осаждения 73
2.1.6. Рабочая часть и исследуемые объекты 74
2.1.7. Методика измерения параметров течения влажно парового потока 91
2.2. Методика расчетных исследований 93
2.2.1. Математическая модель расчета 93
2.2.2. Расчетные схемы исследуемых объектов 95
2.2.3. Порядок проведения численного моделирования 100
Глава 3. Разработка методики бесконтактного определения средних размеров крупной влаги 102
3.1. Уравнение движения капли в потоке 103
3.2. Алгоритм определения средних размеров капель вдоль траекторий 106
3.3. Разработка методов пост обработки мгновенных полей скоростей в условиях двухфазного потока 109
3.4. Расчет траекторий капель по осредненным векторным полям 114
3.5. Модификация математической модели расчета влажнопарового потока в CFD коде Ansys Fluent 116
3.5.1. Модель турбулентности 117
3.5.2. Свойства воды и водяного пара 121
3.6. Верификация CFD кода Ansys Fluent 127
3.6.1. Течение перегретого пара в сопле Лаваля 128
3.6.2. Течение влажно парового потока в изолированной сопловой решетке 132
3.7. Апробация методики бесконтактного определения средних размеров капель 139
Глава 4. STRONG Влияние режимных параметров на характеристики жидкой фазы за
сопловой решеткой STRONG 145
4.1. Особенности распределения капельных потоков за сопловой решеткой 146
4.2. Характеристики крупнодисперсной влаги за сопловой решеткой 156
4.3. Влияние на характеристики капель за сопловой решеткой 182
4.4. Обобщенные характеристики крупнодисперсной влаги за сопловой решеткой 192
Выводы по работе 195
Список используемой литературы 199
