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摘要
为探索汽轮机关键部件换热系数的计算方法，以某高压转子轴端高低齿汽封为例，对比分析了表面换热系数的4种常用经验公式，同时采用数值模拟方法研究了不同结构参数汽封的表面换热系数并得到拟合公式。结果表明：美国西屋公司、南京工学院-哈尔滨汽轮机厂和苏联采用的经验公式在结构上具有相似性，均与汽封间隙、汽封室高度、齿数、蒸汽导热系数和雷诺数相关。根据数值模拟结果得到的汽封表面换热系数与近壁面雷诺数和普朗特数正相关；换热系数呈周期性变化，在齿间隙出口处达到极值，且短齿出口处表面换热系数较大；当汽封间隙减小、汽封室高度或齿数增加时，换热系数减小；根据数值模拟结果得到的换热系数拟合公式，具有较好的适应性。拟合公式可用于叶顶汽封、隔板汽封、轴封等高低齿汽封表面换热系数的计算，同时该方法提供了一种计算大容量高参数汽轮机关键部件换热系数的思路，可为其设计和安全性校核提供依据。
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单位上海发电设备成套设计研究院有限责任公司
