热能动力工程

作者：韩旭,施海波

单位：华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室,,华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室,

关键词：混合工质;跨音速叶栅;非平衡凝结;激波演化

基金：河北省自然科学基金项目（E2023502025）；河北省高等学校科学研究项目青年拔尖项目(BJ2025053)；国家自然科学基金项目（52106042）；中央高校基本科研业务费项目（2024MS145）

为研究超临界水煤气制氢技术中所用混合工质透平低压级内的非平衡凝结流动特性和激波演化规律，基于国内外研究现状，建立了二维叶栅通道模型，采用自编程的双组分凝结模型对透平低压区H2O/CO2混合气体进行数值模拟，得到5种不同混合工质组分下水蒸气的凝结特性及伴随的激波效应。结果表明：CO2作为不凝气体对混合工质的凝结产生了抑制，随着CO2组分含量从0%增加到40%过程中，混合工质中的H2O分压逐步减小，凝结速率逐渐降低（凝结现象被削弱），成核位置向后移动；CO2组分含量增加使得水蒸汽凝结量减少，释放凝结潜热产生的压力脉动减小，对气动激波的干涉作用减弱，叶栅通道内激波效应增强。同时，CO2组分的变化还引起水蒸汽凝结位置向出口移动，凝结压力脉动的位置也随之改变，最终导致叶栅尾缘激波形态发生改变。

来源：2025年第6期

《热能动力工程》期刊编辑部

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