Экспериментальное исследование внутриканальной сепарации в плоском пакете сопловых турбинных лопаток в потоке влажного пара

Аннотация

Представлены результаты экспериментального исследования потока влажного пара в сопловой турбинной решётке с системой внутриканальной сепарации, позволяющей снизить количество эрозионно опасных капель в ступени. Показано влияние сепарации на параметры жидкой фазы за решёткой. Эксперименты проводились на стенде в Московском энергетическом институте при начальной влажности пара 6,5% и теоретическом числе Маха за решёткой M_1t =0,6. В исследуемом канале на вогнутой поверхности каждой лопатки выполнены 2 сепарационные щели под углом 90\о к образующей поверхности профиля. Было изучено влияние перепада давлений в щелях на поток влажного пара за сопловой турбинной решёткой и раздельно измерены расходы сепарируемых пара и жидкости. Истечение пароводяной смеси в щель было смоделировано в программном коде ANSYS Fluent CFD. В результате было получено более полное представление о структуре течения в щели, что позволило объяснить характер зависимостей расходов сепарируемых пара и жидкости, определённых экспериментально. Для получения полей скоростей жидкой фазы за решёткой применялся метод PIV (Particle Image Velocimetry). Результаты исследований позволяют модифицировать параметры систем внутриканальной сепарации ступеней паровых турбин и увеличить надёжность и эффективность работы лопаточного аппарата.