低溫透平膨脹機內(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)計工況下的單相流動及進口升壓降溫后平衡凝結(jié)兩相流動進行了數(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噴嘴和工作輪的溫度場、壓力場、流線及帶液量云圖，同時推導(dǎo)了該工況下膨脹機的等熵效率。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，通過實驗驗證了模擬結(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流道內(nèi)的兩相流動。該結(jié)果可為低溫兩相膨脹機研究提供參考。

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