在以水蒸汽为工质的大型汽轮机中,通常在末几级会出现大量的蒸汽凝结现象。这种凝结打破了原有流动过程的热动力平衡,为了重新返回平衡状态而释放出来的热伴随着内扩散产生,内扩散影响了原有蒸汽的动力性能,这种蒸汽快速膨胀产生的非平衡凝结流动现象,通常是引起汽轮机效率下降的重要原因。而且,凝结产生的液滴随着汽流流动撞击叶片,造成了叶片的水蚀。严重的水蚀会使叶片发生断裂,对汽轮机的安全造成一定威胁。因此,在现代大型火电站及核电站蒸汽轮机中,湿蒸汽两相流动问题主要存在于两方面:蒸汽湿度的出现降低了汽轮机末级的工作效率;湿蒸汽中夹带着的水滴对叶片的冲击造成水蚀危害。本文首先介绍了在二维叶栅中使用的基本参数及其网格的划分情况,通过对湿蒸汽流动过程的分析,以经典成核理论为基础,对平面叶栅中的湿蒸汽流动进行了模拟。计算结果显示了蒸汽凝结主要发生的区域,及在整个流场中湿蒸汽的流动特征。通过对流场的分析及与实验数据的对比,表明所用计算模型及方法可以正确模拟湿蒸汽流动过程,为优化设计和减小末级叶片的水蚀提供依据。其次,对比了具有凝结的蒸汽与理想气体之间的流动情况,经过对比可以发现凝结蒸汽在流动中与理想气体之间的差异,发现蒸汽的凝结在超音速状态下是不可避免的,并且在计算结果中通过图形显示出了形成二次水滴的主要区域。最后,对有凝结的蒸汽在三维叶栅中的流动进行了模拟,得到了蒸汽凝结流动在整个流道内的流动情况,分析了这种两相复杂流动的特点,在静叶内,流动状态基本稳定,蒸汽膨胀较为缓和,发生凝结的区域很小;在动叶内,由于双重速度的作用使得蒸汽膨胀较为剧烈,相对蒸汽凝结程度比较大。