低溫透平膨脹機(jī)內(nèi)平衡凝結(jié)兩相流動的數(shù)值模擬 孫皖等

摘要：采用Peng-Robinson方程及零壓多項(xiàng)式擬合了低溫空氣二元混合物的物性，利用商業(yè)軟件ANSYS CFX對設(shè)計(jì)工況下的單相流動及進(jìn)口升壓降溫后平衡凝結(jié)兩相流動進(jìn)行了數(shù)值模擬，得到了全低壓空氣分離流程中的低溫兩相透平膨脹機(jī)噴嘴和工作輪的溫度場、壓力場、流線及帶液量云圖，同時(shí)推導(dǎo)了該工況下膨脹機(jī)的等熵效率。結(jié)果表明，工作輪流道內(nèi)吸力面壁面處的渦流會延遲凝結(jié)相變發(fā)生，葉片后緣處的尾跡使得吸力面壁面處的帶液量有所減小。最后，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模擬結(jié)果，表明利用平衡凝結(jié)相變模型能夠模擬小帶液量透平膨脹機(jī)流道內(nèi)的兩相流動。該結(jié)果可為低溫兩相膨脹機(jī)研究提供參考。

關(guān)鍵詞：透平膨脹機(jī)；平衡凝結(jié)；兩相流動；等熵效率；帶液量