垂直并联多通道内高温高压汽-水两相流密度波型不稳定性的实验研究

在高压汽水两相流实验台上对垂直上升并联多通道中的汽 水两相流密度波型不稳定性进行了系统的试验研究,发现了并联多通道中汽液两相流密度波型不稳定性的主要特征,确定了系统压力、质量流速、入口过冷度、热负荷、进口及出口节流、可压缩容积等对该类不稳定性的影响;并将垂直并联多通道内高压汽液两相流的密度波型不稳定性与垂直并联双通道和单通道内的密度波不稳定进行了对比分析。所得结果可为大型直流锅炉和蒸汽发生器的设计提供依据。图13参10     

超临界压力下倾斜上升内螺纹管传热特性的试验研究

在超临界压力下,对倾角α=19.5°的28.6×5.8(mm)倾斜上升内螺纹管内水的传热特性及管壁温度分布进行了试验研究。试验参数范围:p=23~28 MPa,质量流速G=600~1200 kg/(m2s),平均内壁热流密度q=300~600 kW/m2。试验结果表明:管内螺纹造成的漩流作用可减弱内螺纹管截面上自然对流的影响。倾斜内螺纹管壁温及传热系数沿周向分布不均匀性很小。壁面热负荷越大,壁温越高;提高质量流速可降低壁温。在高焓值区,压力越高,传热越强。此外,还提出了传热系数的计算公式以供工程设计参考。图6表1参11     

注水井投球调剖工艺的理论与实验研究

报道了本课题中5个方面的研究结果。①将注水在炮眼附近的流场看作大空间内细支管的向外射流，简化为二堆问题。数值求解注水的控制方程，得到了主管流速一定、支管流量比不同时的若干射流流场。指出了流场特点，表明此调剖方法是可行的。②给出了调剖球在注水中所受8种力的表达式，由力值量级比较认为，在实际条件下重力、惯性力、广义浮升力、附加质量力和粘性阻力是主要作用力，而Basset力、Magnus力和saffman力可忽略。③剖析了调剖球在注水管、井筒、油套环空流动和被炮眼吸附时的运动状态。④讨论并计算了调剖球在注水中的运动轨迹。给出了球直径、密度、炮眼流量比、球初始位置影响封堵的二维图示。⑤简速了在包含3个吸水层、总质量流量为5t／h的模拟实验装置上测得的各层堵球数、堵球概率和分流量与投球数的关系，给出了一个调剖球封堵底层炮眼的实测运动轨迹，验证了该条件下炮眼附近的流场。图20参9。     

海水淡化喷嘴分布特性的实验研究

为验证国产喷嘴性能,对低温多效海水淡化用进口M5型工程喷嘴和一种国产研制型蓝色喷嘴做了单喷嘴的喷淋布液分布实验,对比分析了这2种喷嘴的全周向喷淋布液分布特性以及喷淋流量和盐水浓度对其布液分布的影响。实验结果表明：研制型蓝色喷嘴与M5型喷嘴的喷淋布液分布规律基本一致;单喷嘴喷淋布液规律并不随流量的增大而发生大的变化;盐水浓度对喷嘴的喷淋布液分布规律影响不大。实验证明国产喷嘴性能良好,满足工程应用要求。     

水平光管内超临界水在大比热容区内的传热与交混特性数值模拟研究

对超临界压力水在管径为32 mm 3 mm、长度为8 m的水平光管内的流动和传热特性进行数值模拟研究。探讨不同压力、流量、热负荷下管内换热系数的变化特征;重点分析超临界水的交混特性,对比分析流动通道内二次流动的特性及演变规律,进而对二次流动的变化规律给出合理的解释;利用无量纲的Gr/Re2和Gr/Re2.7对交混特性中自然对流与强制对流的相对大小进行定量描述,以解释超临界水在水平管内的流动与换热特征。     

垂直上升管内临界压力区水的传热恶化研究

在压力p=19.0-22．5MPa,管内质量流速（7=540-1200kg／（m2·s）,内壁热流密度q=150-650kW／m2的参数范围内,对垂直上升管内水在临界压力区的传热恶化进行了比较系统的试验研究。在试验的基础上,结合前人研究数据,对临界压力区内,水在垂直上升光管和内螺纹管内的沸腾传热恶化进行了比较全面的对比、分析。研究发现,不论是光管还是内螺纹管,在临界压力区p／p。r=0．96-0．98的区域内最易发生膜态沸腾（departurefromnucleateboiling,DNB）,即发生传热恶化的临界干度最小;随着压力接近临界压力,内螺纹管的传热特性有变坏的趋势,其抑制DNB的能力有所降低：内螺纹管抑制DNB的能力主要取决于内螺纹管的结构参数,采用具有更大旋流作用的螺纹结构,有助于改善其传热性能。     

LEVEL SET输运方程的求解方法及其对气-液两相流运动界面数值模拟的影响

用数值模拟方法来研究气-液两相流动与传热现象是当今多相流领域的一个热门课题。由于两相流固有的复杂性,气-液两相流界面迁移现象的数值模拟一直是两相流研究中的一大难点。本文介绍了捕捉气-液两相流相界面运动的水平集方法(Level Set)及其研究进展,介绍了求解Level Set输运方程的3种方法,即一般差分格式、Superbee-TVD格式和Runge-Kutta法-5阶WENO组合格式。结合主流场的求解,分别用这3种方法对4种典型相界面在5种流场中的迁移特性进行了模拟计算,并对计算结果进行了比较和分析。结果表明,Runge-Kutta法-5阶WENO组合格式求解LevelSet输运方程的效果最好,在以后的计算中将主要采用这种组合格式来进行气-液相界面输运方程的求解。     

倾斜内螺纹管中亚临界及超临界压力汽-液传热特性研究

在p=9～28MPa,G=600～1200kg/(m2ˇs),q=200～600kW/m2的工况范围内,研究了φ38.1×7.5mm倾斜上升内螺纹管(水平倾角α=19.5°)中亚临界以及超临界汽-液的传热特性。试验结果表明在亚临界压力区,内螺纹管有效地抑制了膜态沸腾的发生,但近临界压力区内螺纹管传热强化作用减弱;超临界压力区内螺纹管的传热良好;工程设计时要保证足够的管内最小质量流速;文中还给出了临界质量流速的试验关联式。     

锯齿型螺旋翅片管束传热特性实验研究与传热关联式评价

对一种锯齿型螺旋翅片管束的传热特性进行了系统的实验研究,基于实验结果提出了该管束的换热关联式,并与现有的相关关联式进行对比分析。研究发现,当纵向管排数小于4时,管束换热的Nu随管束的增加而增大,而当管排数不小于4时,管排数对管束换热的Nu影响不显著。现有的关联式之间差异较大,评估关联式应综合考虑关联式预测值与实验值的偏差和关联式预测值与实验值随雷诺数变化趋势。