● 摘要
随着计算流体力学（CFD）的不断发展，利用计算机对叶轮机内部的流动过程进行数值模拟已经成为叶轮机设计中非常重要的一种研究手段，越来越受到研究人员的重视。 本文在研究国内外超临界和非超临界汽轮机固体颗粒腐蚀（Solid Particle Erosion, S.P.E.）损伤及其对机组安全经济性影响的基础上，介绍了汽轮机中固体颗粒的产生和来源。并通过模型的建立，网格的生成，最终使用STAR-CD软件包，结合改进的可压缩形式的SIMPLE算法，对汽轮机的一个再热级进行了两相流的数值模拟和分析。 本文作者主要做了如下几方面工作：首先，建立计算的模型和网格，并验证STAR-CD对汽轮机内部流场模拟的可靠性；其次， 模拟不同尺寸的颗粒在某型汽轮机中压再热级的运动轨迹，比较不同尺寸的颗粒在叶栅通道中的速度，碰撞角度，碰撞位置和在叶栅通道中的分布；最后，比较不同密度对固体颗粒腐蚀的影响。 通过平直进口段到圆弧进口段的形状的改变，使之更贴近真实情况，比较颗粒在这两种情况下的速度，碰撞角度，碰撞位置和在叶栅通道中分布的不同，结合冲蚀模型分析所造成的固体颗粒腐蚀。 通过对比得出：圆弧进口段的叶栅通道更能反映实际的真实情况，发现颗粒在静叶进口处的分布沿着径向并不均匀，与很多文章中的计算情况并不一样。在这基础上，本文总结了圆弧进口段叶栅通道固体颗粒运动的特征，总结了固体颗粒入射的位置和尺寸对其在叶栅通道中运动的速度碰撞角度，碰撞位置和在叶栅通道中的分布的影响。