Numerical Simulations of Unsteady Wet Steam Flows With Non-Equilibrium Condensation in the Nozzle and the Steam Turbine
Notice bibliographique
Résumé
Numerical techniques for non-equilibrium condensing flows are presented. Conservation equations for homogeneous gas-liquid two-phase compressible flows are solved by using a finite volume method based on an approximate Riemann solver. The phase change consists of the homogeneous nucleation and growth of existing droplets. Nucleation is computed with the classical Volmer-Frenkel model, corrected for the influence of the droplet temperature being higher than the steam temperature due to latent heat release. For droplet growth, two types of heat transfer model between droplets and the surrounding steam are used: a free molecular flow model and a semi-empirical two-layer model which is deemed to be valid over a wide range of Knudsen number. The computed pressure distribution and Sauter mean droplet diameters in a convergent-divergent (Laval) nozzle are compared with experimental data. Both droplet growth models capture qualitatively the pressure increases due to sudden heat release by the non-equilibrium condensation. However the agreement between computed and experimental pressure distributions is better for the two-layer model. The droplet diameter calculated by this model also agrees well with the experimental value, whereas that predicted by the free molecular model is too small. Condensing flows in a steam turbine cascade are calculated at different Mach numbers and inlet superheat conditions and are compared with experiments. Static pressure traverses downstream from the blade and pressure distributions on the blade surface agree well with experimental results in all cases. Once again, droplet diameters computed with the two-layer model give best agreement with the experiments. Droplet sizes are found to vary across the blade pitch due to the significant variation in expansion rate. Flow patterns including oblique shock waves and condensation-induced pressure increases are also presented and are similar to those shown in the experimental Schlieren photographs. Finally, calculations are presented for periodically unsteady condensing flows in a low expansion rate, convergent-divergent (Laval) nozzle. Depending on the inlet stagnation subcooling, two types of self-excited oscillations appear: a symmetric mode at lower inlet subcooling and an asymmetric mode at higher subcooling. Plots of oscillation frequency versus inlet sub-cooling exhibit a hysteresis loop, in accord with observations made by other researchers for moist air flow.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».