气泡微细化沸腾过程中气泡冷凝破裂现象

为了研究气泡微细化沸腾(MEB)时的气泡动力学行为,利用高速摄像仪(Fastcam SA5)观察15~60 K过冷度范围内,直径10 mm加热面上的沸腾过程。通过引入等效半径,分析核态沸腾、膜态沸腾和MEB区域的气泡行为特征。结果表明:MEB发生时的气泡行为,既不同于核态沸腾,也与膜态沸腾明显不同。在MEB区域,加热面上通常会形成一个大的、不规则气泡,但并不会脱离加热面,而是迅速破碎凝结;而且气泡生命周期相对较小,体积变化速率更快。量纲1分析发现,在MEB区域,随着壁面过热度和热通量的升高,气泡凝缩破裂过程受惯性控制影响程度逐渐增加。     

较大管径中两相流动漂移流模型研究

漂移流模型作为一种简单实用的模型，在反应堆热工水力及安全分析，特别是在空泡份额的计算方面，应用非常广泛。针对不同的通道及流型，研究者提出了多种基于漂移流模型的计算方法。通过较大通道中两相流动过程的实验研究，对5种空泡份额计算模型进行评价分析。结果表明，基于常规通道的Hibiki-Ishii模型与实验值吻合较好，平均相对误差为14.1%。结合对气泡运动过程的研究，发现在〈J_g〉β<0.027区，分布参数C₀<1，据此，给出了在较大管径通道中计算精度更高的模型关系式。     

熔盐堆中气泡分离器内部流场的数值模拟

气泡分离器是熔盐堆脱气系统中不可或缺的关键设备之一，通过离心分离的方式去除反应堆中氙等裂变气体及其载气。本文利用CFD软件Fluent，采用瞬态的二次压应力雷诺应力模型，对气泡分离器内部液相流场进行了数值模拟。分析了边界条件变化对分离器分离特性的影响。结果表明：系统压力对切向速度分布、压力分布及轴向零速包络面的结构均有较大影响，进而影响设备的分离特性。另外，对比计算结果与实验现象，也可看出，增加出口压力有利于气液分离。     

多孔壁面管强化大容积沸腾换热特性研究

针对非能动余热换热器大容积沸腾换热工况,采用高温饱和蒸汽作为加热热源,对机械加工多孔壁面管和光管的大容积沸腾换热特性进行实验研究.结果表明,多孔壁面管对大容积沸腾换热具有很好的强化能力,多孔壁面管可使沸腾换热系数较光管提高68%～75%,壁面过热度降低约1.5℃;受管外沸腾和管内凝结之间传热耦合的影响,换热管轴向壁面温...     

非能动余热排出换热器运行初始阶段换热特性研究

以非能动余热排出换热器运行初始阶段二次侧水箱水的升温过程为原型,通过实验研究了高位水箱内竖直换热管束在主流水温达到饱和前的换热特性。结果表明,换热管束运行初期热量依靠水的单相自然对流带走,水箱竖直方向上出现温度分层,换热量随主流的升温而下降。随着主流欠热度的减小,从管束上端开始换热机理逐渐向欠热沸腾转变;之后,主流水温逐渐达到饱和,沸腾成为换热的主要手段。在实验研究基础上,利用Churchill&Chu公式从管外平均换热系数中分离出自然对流换热系数,分析了不同阶段自然对流和欠热沸腾在管外换热系数中所占的比例。本文的研究对非能动余热排出换热器的设计有一定的指导意义。     

“Chen”型沸腾传热计算方法用于小通道传热计算的适应性

目前,计算沸腾传热最为常用的Chen公式和基于Chen公式的计算方法在用于小通道时计算误差较大。运用Yan和Lin等人的实验结果,建立了一个包含11种工质,当量直径在0.21～6.05mm区间,由2505个实验数据组成的数据库,对Chen公式和"Chen"型计算方法用于小通道传热计算的适用性进行了评价。对比分析结果表明:Chen方法和"Chen"型计算方法误差较大,Chen公式中核态沸腾传热系数的计算方法在高含气率区已经不再适用。     

负压管式蒸馏装置内水蒸气输运过程数值模拟分析

维持蒸馏空腔负压运行可显著提高海水淡化装置的产水性能。为了研究负压条件下,管式蒸馏空腔内水蒸气的输运特性,构建了CFD计算模型,并采用实验数据对CFD计算结果进行验证。此外,文章还根据CFD计算结果得到负压管式蒸馏空腔内湿空气流速、湿空气温度和水蒸气质量分数的分布情况,并对不同负压条件下,管式蒸馏装置的产水性能进行了预测。分析结果表明:管式蒸馏空腔内存在两个对称的环形流动区域,随着该空腔内水温逐渐升高以及操作压力逐渐降低,该空腔内水蒸气的质量分数逐渐增大,湿空气平均流速逐渐增大;与常压下空腔内湿空气的流速相比,当空腔内的操作压力为40 kPa时,湿空气的平均流速约增大了1.5倍;当空腔内的操作压力为40 kPa,水温为70℃时,湿空气的最大流速为0.159 m/s;与常压运行工况相比,当管式蒸馏空腔处于负压运行工况时,管式蒸馏装置的产水速率增大了1.4～6倍,管式蒸馏空腔内温度越低,负压对管式蒸馏装置的产水速率的提升效果越明显。     

向上倾斜管内气-水两相流流型转变分析

对管径15 mm,管长6 m的有机玻璃管,在两种不同的向上倾斜角度(15°、30°)下,同向通过的气水两相流流型转变进行了分析,列出相应的转变准则关系式。结果显示,弹状流向泡状流转变界限的实验值与计算符合较好,间歇流向环状流的转变界限在低液体流速下符合较好。     

密度锁在反应堆非能动安全中的作用分析

从理论上分析了密度锁在核反应堆非能动安全中的作用及特点,介绍了密度锁的工作原理和结构形式。对安装有密度锁的反应堆冷却剂系统进行了流动分析,根据流体运动方程和系统的循环流动特性,说明了密度锁的作用和具有的特性。     

自然循环条件下竖直管内层流凝结换热特性研究

考虑蒸汽流速的影响,对Nusselt凝结换热模型进行修正,分别采用Nusselt模型和修正模型对自然循环条件下竖直管内层流膜状凝结时的换热特性进行计算并与实验结果比较。研究表明,管内凝结换热受蒸汽流速的影响不能忽略,蒸汽对液膜的剪切作用使液膜减薄,冷凝换热系数增大。由于修正模型合理地考虑了界面剪切力的影响,计算结果与实验相符。