液滴撞击干燥倾斜壁面铺展实验研究

通过高速摄影技术及像素分析方法对液滴撞击干燥倾斜壁面进行实验研究,分析了不同倾斜角及韦伯数（We）对液滴飞溅及铺展的影响,结果表明,倾斜角的增加有利于抑制飞溅的产生;We一定时,液滴的前铺展因子随着倾斜角的增加而增加,后铺展因子随着倾斜角的增加而减小;液滴的前后初始铺展速度均大于液滴的撞击速度,且随着倾斜角的增加而减小。      

液滴撞击湿壁面实验研究

采用高速摄像仪以11 000 帧/s的拍摄速度对3种不同尺寸的液滴以不同速度分别撞击湿壁面（水平及不同倾斜角度）的过程进行了观测。研究了铺展、产生冠状不飞溅、飞溅3种实验现象。定性分析了初始液滴直径、液滴撞击速度、湿壁面倾斜角度对飞溅现象的作用。定量统计出液滴撞击湿壁面产生飞溅现象的各项临界参数,给出飞溅判据的经验关系式并进行误差分析。结果表明：随液滴撞击速度的增大,撞击湿壁面后会依次出现铺展、产生冠状不飞溅、产生二次液滴飞溅等现象。液滴直径的增加与湿壁面倾斜角度的降低均对飞溅的产生有促进作用。并通过拟合实验数据得到用于判别液滴撞击湿壁面是否发生产生二次液滴飞溅现象的无量纲参数K与无量纲液膜层厚度H^*关系K=3210-122 284.48H^*+2.234 26×10⁶H^*2（0.008 56*<0.033 18）。     

丝网分离器水滴撞击水膜的机理研究

运用VOF多相流模型,对丝网分离器内水滴撞击网丝表面沉积水膜的过程进行数值模拟,研究和预测大水滴在较高汽速条件下撞壁产生二次携带的机理。深入研究水滴因素,如水滴大小、初始速度和水膜厚度对丝网的二次携带现象的影响,为丝网分离器设计提供参考。数值结果分析表明,水滴的大小和撞击速度是影响撞击飞溅发生的主要原因,飞溅生成的二次小水滴是造水装置丝网分离器二次携带的重要组成。丝网分离器内水滴撞击网丝水膜能否发生二次携带取决于阈值K_cr＝Oh•Re^a,当K大于K_cr时必然产生二次携带。     

关于无限棒束间流动和传热特性的数值研究

应用非线性ｋε湍流模式，采用非正交曲线坐标系下求解三维ＮＳ方程的非交错网格有限体积方法，数值模拟了充分发展条件下，三角形排列无限棒束间通道内，不同的几何参数（Ｐ／Ｄ），雷诺数（Ｒｅ）下的流动和传热问题。给出了不同参数下的速度和温度分布以及湍流二次流动，分析了几何参数、雷诺数及二次流对棒束内流动和传热特性的影响，得到了不同参数下通道的摩擦系数和Ｎｕｓｅｌｔ数，并与经验关系式作了比较     

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。     

液滴碰撞实验与数值模拟研究

通过实验研究与数值模拟相结合的方法研究了液滴碰撞现象,分析了液滴铺展和反弹现象,并讨论了液滴半径和表面张力系数对液滴运动过程的影响。结果表明:数值模拟结果与实验观察结果吻合较好,振荡强度随液滴半径的增加而减小,随碰撞速度的减小而增强;随表面张力系数的减小,振荡衰减更快,同时振荡频率减小;液滴铺展到最大值所用时间与碰撞速度和表面张力系数有关。     

HTR蒸汽发生器环形通道内单液滴蒸发行为研究

高温气冷堆进水事故的机理研究对该反应堆安全具有重要意义。本文对液滴在蒸汽发生器环形通道内的流动和传热进行数值模拟研究,采用单液滴模型,利用龙格库塔方法进行求解。结果表明,初始直径小于420 μm的液滴将无法运动到环形通道顶部。氦气压力的改变对于液滴完全蒸发需要的时间和液滴最大运动距离影响很小。     

三维空间液滴运动模型数值解法研究

提出了数值求解三维空间液滴运动模型的算子分裂算法（OS算法），并与常用的显式单步长Runge-Kutta（RK）算法进行了比较。简述了三维空间液滴运动模型的具体形式，提出了求解该模型的OS算法，以求解不同直径液滴在波形板汽水分离器内的运动轨迹作为算例，从OS算法的相容性、稳定性、计算精度和计算效率（CPU耗时）等方面，与4级4阶显式单步长RK算法进行了比较。结果表明，OS算法所构造的离散格式与液滴运动模型相容，采用此算法计算得到的液滴运动轨迹与RK算法得到的结果相似，而OS算法的稳定性和计算效率均优于RK算法。因此，OS算法的提出为数值计算波形板的分离效率提供了较为稳定、高效的算法。     

熔盐堆单参数扰动瞬态特性分析

熔盐堆（MSR）作为一种新型的反应堆,其热工水力特性与其他堆型有很大差异,扰动瞬态分析有助于从根本上了解其安全特性和运行状态。为了研究MSR的运行瞬态特性,本研究以液态燃料MSR为研究对象,利用经过修改的RELAP5/ MOD4.0程序进行了稳态运行工况下的扰动瞬态分析。干扰变量包括反应性引入、一回路熔盐质量流量、二回路质量流量、空气散热器质量流量、空气散热器入口空气温度。分析了主要运行参数,如功率、堆芯进出口温度、二回路进出口温度、特征时间等。结果表明MSR在各种扰动瞬态下的最终状态都趋于稳定,而不存在严重的瞬态变化,这是对其固有稳定性特性的直观表征。根据功率和温度等变量在扰动下的变化,提出了功率和不同回路温度的控制方法。      

随机填充球床通道内单相流动数值模拟方法研究

利用离散单元方法(DEM)建立通道内球体随机排列几何模型,对通道内单相流动进行数值模拟并进行验证。网格划分中的曲面接触区采用搭桥法处理不仅可生成高质量网格,而且使整体网格数量也明显减少。验证结果表明:计算得到的通道内径向孔隙率分布、平均孔隙率以及流动阻力与经典关系式吻合较好;计算模型能够很好地体现出边壁效应对流动阻力的影响。     

扁管单相对流换热实验研究

本文以单相水为介质,对结构尺寸不同的3种扁管的换热与阻力特性进行了实验研究。并根据工程实际的需要,选用适当的方法对扁管在实验范围内的强化换热效率指标进行评价,确定了扁管的最佳工作区域。结果表明,扁管的管内换热系数明显高于光圆管的,换热系数最高可达光圆管的2.62倍,在换热面积和泵功率相同情况下,扁管最佳工作区域的换热量最高可达光圆管的2.2倍。     

稳压器雾化液滴动力和传热特性数值分析

建立单颗粒球形液滴在饱和蒸汽相中的动力模型及其与饱和蒸汽之间的非稳态传热模型,并根据特性方程,用fortran语言编写计算机程序.对不同尺寸、不同初始速率、不同喷射角的球形液滴的动力参数和传热特性参数进行数值计算.计算结果表明,雾化液滴在饱和蒸汽相中的滞空时间取决于喷雾头与气液分界面之间的垂直距离;雾化液滴与饱和蒸汽之间的传热绝大部分在很短的时间内完成;雾化特性中喷射角和初始速率对液滴单位质量的换热量影响很小,液滴单位质量换热量由液滴初始尺寸决定.