针对现有的对双向内外管压差流量计关键结构的参数研究准确度不足的问题,在以往研究的基础上,提出了一种新的评价指标压损差,压损差为节流件内外的压差信号和前后压损的差值。相较于以往的压损比,更加科学合理。通过分析,确定影响双向内外管压差流量计性能指标的三个主要参数为异径比k、扩散角θ和节流件的大径R。通过三因素三水平的二次回归正交试验设计,设计出15组正交试验,建立模型,利用FLUENT进行仿真,并记录分析数据,拟合出回归方程,利用Matlab优化工具箱中的fmincon函数对得到的目标函数进行寻优计算,确定最优结构参数。最后进行验证,确定所得的结构参数的性能为最优。

以某600 MW汽轮机为研究对象,应用计算流体力学软件CFX对低压缸末级和排汽缸的耦合模型进行了数值模拟,基于二次回归正交试验,在排汽缸上端安装导流板来削弱通道涡对排汽缸气动性能的影响,得到了导流板安装参数与静压恢复系数之间的回归方程。方程呈现非线性关系,显著不失拟,且三因素之间互不影响。求解回归方程的最优解,得出最佳的导流板安装方案。安装导流板后,通道涡被破碎,排汽缸的气动性能得到了明显的改善。排汽缸出口的静压恢复系数提高3.008%,总压损失系数降低5.789%,出口截面标准偏差降低了3.043。并且,不同负荷下优化后排汽缸出口的静压恢复系数均大于优化前。