在核动力汽轮机、地热汽轮机和其它低参数汽轮机中,由于初始蒸汽参数低,低压级中会产生大量的湿蒸汽。湿蒸汽的存在对级的工作非常不利,它不仅降低了级效率,而且严重的腐蚀动叶片。合理的除湿结构能减缓湿蒸汽所导致的问题,很大程度提高汽轮机的经济性和安全性。湿蒸汽流动属于两相流的范畴,涉及到复杂的相变过程。本文主要基于蒸汽非平衡相变模型,采用数值计算的方法,对汽轮机低压级叶片除湿结构进行设计和分析。对Moses喷嘴和Dykas静叶中的蒸汽凝结流动进行了数值计算,来验证湿蒸汽凝结流动模型的可靠性。结果表明,所采用的相变模型能完美描述蒸汽流动现象,并且能准确的预测成核位置和过冷度的大小。对原型叶片流道内湿蒸汽凝结流动进行了数值研究,得到了50%叶高截面和整体流道的液相参数分布规律。在此基础上,在静叶流道内设计了不同的除湿方法,并对除湿效果进行了分析和论证。结果表明,表面加热除湿方法能使液滴数、液滴直径和湿度都同时减小。表面温度为300℃时,除湿效率能达到11.3%;尾部喷射除湿方法不仅能降低湿度,还能优化尾缘流场。缝宽为1.2mm时,除湿效果为10.4%;吸力面喷射除湿方法通过影响成核区,来减小流道湿度。喷射孔为8排96孔时,除湿效率为35.4%。