Przepływy dwufazowe w układach łopatkowych turbin parowych

• Autorzy: Wróblewski W.

Warianty tytułu

EN

Two-phase flows in stem turbine cascades

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W niskoprężnych stopniach turbiny parowej występują złożone zjawiska przepływowe, odpowiedzialne za generacje strat. Jednym ze źródeł tych strat jest pojawiająca się w czasie ekspansji pary wodnej faza ciekła, która wpływa na warunki pracy stopnia turbinowego. Modelowanie ekspansji w turbinie parowej uwzględnia proces kondensacji homogenicznej oraz kondensacji heterogenicznej na rozpuszczalnych i nierozpuszczalnych zanieczyszczeniach pary wodnej. Zaprezentowane są przykładowe wyniki numerycznej analizy procesu ekspansji pary mokrej w części niskoprężnej turbiny parowej.

EN

For the low pressure steam turbines an improvement of efficiency in last stage can significantly impact the output of the total unit. Accurate estimation of the losses in the steam flow through the last stages requires that the steam should be treated as the two-phase real gas flow. The non-equilibrium condensation process is taken into account. The flow structure is modeled using the 3-D inviscid or viscous governing equations with turbulence model. The homogeneous condensation in steam is modeled using classical nucleation theory. Heterogeneous effects are simulated by assuming a given concentration of spherical particles of impurities with a given radii, where the liquid mass can grow according to the droplet growth law. The influence of chemical soluable steam impurities on the nucleation process is included. Some chosen calculation results and comparisons are presented.

Słowa kluczowe

PL

przepływy dwufazowe; turbina parowa; układ łopatkowy

EN

two-phase flows; steam turbine; cascades

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe. Energetyka / Politechnika Śląska
• Rocznik: 2003
• Tom: z. 139
• Strony: 267--276
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz.

Twórcy

autor

Wróblewski W.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Instytut Maszyn i Urządzeń Energetycznych, ul. Konarskiego 18, 44-100 Gliwice, tel. [phone],

Bibliografia

• 1. Bakhtar F., Mohammadi Tochai M.T.: An Investigation of Two-Dimensional Flows of Nucleating and Wet Steam by the Time-Marching Method, Int. J. Heat & Fluid Flow, Vol 2, No.l, 1980
• 2. Barschdorff D.: „Verlauf der Zustandsgrossen und gasdynamische Zusammenhänge der spontanen Kondensation reinen Wasserdampfes in Lavaldusen”, Forsch. Ing.-Wes. Vol.37, Nr 5, 1971
• 3. Bohn D.E., Kerpicci H.: Lagrangian/Eulerian calculation approach in the computation of homogeneous condensation in a nozzle gide vane of a LP-steam turbine, Proc. Of the 8th Int. symp. On Transport Phenomena and Dynamics of Rotating Machinery, IS-ROMAC-8, Vol.l, 2000
• 4. Chmielniak T., Wróblewski W , Gepert A./Modelowanie wpływu zanieczyszczeń chemicznych na proces kondensacji w przepływie pary wodnej, Krajowa Konferencja Mechaniki Płynów, Olsztyn-Łańsk, 2002
• 5. Dejcz M.E: Gazodinamika dwuchfaznych sried, Energija, Moskwa, 1981
• 6. Dohrmann U.: Ein numerisches Verfahren zur Berechnung stationärer transsonischer Strömungen mit Energiezufuhr durch homogene Kondensation, Dissertation, Universität Karlsruhe (TH), 1989
• 7. Dykas S.: Numerical calculation of the Steam Condensing Flow, Task Quarterly, Gdańsk, Vol.5, No4,2001
• 8. Dykas S., Wróblewski W., Chmielniak T.: Numerical Research on the Flow Through the Last Rotor of LP Steam Turbine, 5th Euromech Fluid Mechanics Conference, Toulouse, 2003
• 9. Fletcher N. H.): The Physics of the Rainclouds, p.386 Cambridge University Press, Cambridge, 1962
• 10. Frenkel J.: Kinetic Theory of Liquids, Dover, New York, 1955
• 11. Gorbunov B., Hamiltion R.: Water Nucleation on Aerosol Particles Containing both Soluble and Insoluble Substances. J. Aerosol Sei., Vol. 110, No.20, 1997, 1003510045.
• 12. Gyarmathy G.: Grunglagen einer Theorie der Nassdampfturbine, Juris Verlag, Zürich. 1960
• 13. Heiler M.:Instationaere Phaenomene in homogen/heterogen kondensierenden Duesen-und Turbinenstroemungen, Dissertation, Universität Karlsruhe. 1999
• 14. Kantrowitz A.: Nucleation in Very Rapid Vapor Expansions, Journal Chern. Phys., 19, 1951, 1097-1100.
• 15. Puzyrewski R., Król T. (1976):, Numerical Analisis of Hertz-Knudsen Model of Condensation ., Prace IMP, nr 70-72.
• 16. Stastny M., Sejna M., Jonas О., (1997):, Modelling the Flow with Condensation and Chemical Impurities in Steam Turbine Cascades, 2nd European Conference on Turbomachinery-Fluid Dynamics and Thermodynamics, Antwerpen
• 17. Stastny M., Sejna M.: Two-Population Numerical Model of Heterohomogeneous Condensation of the Steam Flowing in Turbine Cascades. 4th European Conference on Turbomachinery-Fluid Dynamics and Thermodynamics, London, 2001, 803-812.
• 18. White, A. J., Young J. B., Walters P.T. (1996):, Experimental Validation of Condensing Flow Theory for a Stationary Cascade of Steam Turbine Blades, Phil. Trans. R. Soc. Lond. A. 354 599-88.
• 19. Winkler G.: Laufrad-Leitrad-Wechselwirkung in homogen-heterogen kondensieren den Turbinenstroemungen, Dissertation, Universitaet Karlsruhe. 2000
• 20. Wróblewski W. (2000):, Numeryczna symulacja zjawisk przepływowych w turbinach cieplnych, Zeszyty Naukowe Polit. Śląskiej, s.Energetyka, z. 132, Gliwice
• 21. Wróblewski W., Chmielniak T., Dykas S., Łukowicz H., Górski J., Pająk S.: Modelowanie efektów gazu rzeczywistego w transonicznym przepływie przez układy łopatkowe maszyn wirnikowych, Sprawozdanie IMiUE z grantu KBN Projekt 7T07B 00517, Gliwice, 2001