换热器内超声空化效应影响因素数值研究

对超声波参数和换热器参数对超声波空化效应影响的研究,能够找出最佳的超声波参数使其防除垢效果更好。本文利用数值计算方法研究了超声波功率、频率和换热器内介质温度以及换热管的型式对超声空化的影响。结果表明,随着超声波功率的增大,水中汽含率也增大,而且变化也相对激烈;随着频率的增加汽含率先增大后降低,20 kHz为最佳频率;介质温度越高,空化效应越强烈;管径波动较多的波纹管更有利于空化效应的产生和发展。     

电共轭流体微型泵的实验研究

为了解决MEMS技术制备具有超厚、高深宽比电极结构的射流发生器中三角柱电极尖端部分出现的弧形缺陷以及脱模时缝隙电极易脱落等问题,提高射流发生器的制作质量以及电共轭流体微型泵的输出性能。结合理论分析与反复试验提出了一系列改进措施:优化涂胶、热处理、显影等工艺的参数以及缝隙电极的形状,采用新型KMPR光刻胶去除方法等。通过应用上述方法获得的射流发生器中,三角柱电极-缝隙电极对厚度约500 m,深宽比高,三角柱电极尖端结构完整,缝隙电极附着率有很大提高。同时,利用制备的射流发生器,设计、装配了电共轭流体微型泵的样机。     

电共轭流体微型泵的实验研究（英文）

为了解决MEMS技术制备具有超厚、高深宽比电极结构的射流发生器中三角柱电极尖端部分出现的弧形缺陷以及脱模时缝隙电极易脱落等问题,提高射流发生器的制作质量以及电共轭流体微型泵的输出性能。结合理论分析与反复试验提出了一系列改进措施:优化涂胶、热处理、显影等工艺的参数以及缝隙电极的形状,采用新型KMPR光刻胶去除方法等。通过应用上述方法获得的射流发生器中,三角柱电极-缝隙电极对厚度约500μm,深宽比高,三角柱电极尖端结构完整,缝隙电极附着率有很大提高。同时,利用制备的射流发生器,设计、装配了电共轭流体微型泵的样机。     

钨偏滤器的单元结构设计以及相关实验研究

主要针对偏滤器的单元结构进行了设计,重点研究了靶板表面结构的尺寸以及偏滤器靶板和拱顶两种水冷结构的几何参数、流动参数等对偏滤器结构和性能的影响。在此基础上,确定偏滤器单元结构设计和优化的指导原则,并针对偏滤器靶板和拱顶的水冷结构进行了高热负荷的热工水力试验,对偏滤器冷却结构的换热性能进行试验评估。最后,对偏滤器单元在热载荷、电磁载荷和机械载荷共同作用下的结构应力和安全性进行分析。     

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主要针对偏滤器的单元结构进行了设计,重点研究了靶板表面结构的尺寸以及偏滤器靶板和拱顶两种水冷结构的几何参数、流动参数等对偏滤器结构和性能的影响。在此基础上,确定偏滤器单元结构设计和优化的指导原则,并针对偏滤器靶板和拱顶的水冷结构进行了高热负荷的热工水力试验,对偏滤器冷却结构的换热性能进行试验评估。最后,对偏滤器单元在热载荷、电磁载荷和机械载荷共同作用下的结构应力和安全性进行分析。     

双层弹性支撑板的水下宽带隔声

为实现水下宽带隔声,提出了一种由弹性元件支撑两块刚性端板构成的双层弹性支撑板结构。采用弹簧振子振动分析法和声传播理论,建立了平面波入射的水下隔声理论模型,分析了结构参数对隔声量的影响规律,结果表明足够小的弹性元件单位面积弹性系数或足够大的端板单位面积质量都可以连续一致地提高隔声量.仿真分析了双层弹性支撑板的振动位移和声输入阻抗,比较了双层弹性支撑板与连续介质层的隔声特性,结果表明,降低弹性元件质量,有助于在低频段消除半波全透射现象.在同厚度、同质量、同静态压缩率条件下,双层弹性支撑板能更好的降低两侧流体的振动及声耦合,隔声频带更宽,带内一致性更好,隔声量更大.      

高保真物理-热工耦合计算方法研究及应用

反应堆高保真物理-热工耦合计算可以更准确、更详细地模拟和预测反应堆堆芯行为,从而进一步提高核反应堆的安全性和经济性。基于精确的几何建模与高精度的中子学计算方法,通过耦合pin-by-pin子通道热工水力计算,进行了高保真中子学和物理-热工耦合计算方法研究,研制了反应堆高保真物理-热工耦合计算程序NECP-X/CTF。在此基础上分析了燃料棒导热模型、间隙导热率等计算模型对高保真物理-热工耦合计算结果的影响,最终将耦合系统应用于大型压水堆关键安全参数的计算。结果表明,高保真物理-热工耦合不但可以获得精确的宏观参数,还可以获得精细的燃料棒功率、燃料棒温度等精细参数。     

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为进一步优化实验包层模块的热工水力性能,分别研究了实验包层模块的两种不同冷却方案在正常和极端两种不同工况下的温度分布。用流体数值分析软件FLUENT模拟了实验包层模块关键部件的实际温度分布状况。     

冷中子源冷包截面含汽率数理模型探讨

文章推导出一种计算冷包截面含汽率的数学模型;将模型计算结果与已知文献相关实验结果进行对比,验证了模型的正确性.利用该模型探讨了冷包截面含汽率的影响因素如气泡直径,工质液体的密度、粘性,加热功率等.模型计算表明:气泡直径越大,在同一截面高度处的截面含汽率越低;工质粘性越大,在同一截面高度处的截面含汽率越高.本文模型的计算结果能对冷包设计提供理论支持.     

汽轮机叶顶汽封间隙内的流动形态分析

采用k-ωSST紊流模型和三维RANS方程求解方法,数值研究了平齿汽封、高低齿汽封、侧齿汽封和阻旋齿汽封四种叶顶汽封腔室内部的泄漏流动特性和涡系相互作用规律,旨在揭示叶顶汽封结构变化对泄漏涡动的影响。研究结果表明:叶顶汽封腔室泄漏流体的周向速度是影响旋涡耗散的一个重要因素。高低齿及侧齿的汽封结构依靠增强旋涡之间的相互作用来降低泄漏流体的周向速度,而阻旋齿的汽封结构具备更好的周向阻隔作用,可使旋涡在腔室内的耗散更加充分。在汽封出口,阻旋齿汽封的掺混损失最小,泄漏总损失较高低齿及侧齿汽封分别下降了3.55%和0.59%.     

端壁边界层抽吸技术在汽轮机调节级静叶栅中的应用

提出一种在调节级静叶栅叶片吸力面侧端壁处抽吸低能流体至轴封漏汽腔室,以降低静叶栅二次流损失的方法。采用三维稳态时均Ｎ－Ｓ方程组的有限容积差分法数值求解技术,对不考虑栅后漏汽工况、存在吸力面侧端壁抽吸工况及存在栅后蒸汽泄漏工况下的二次流的发展进行了模拟。计算结果表明,所提出的方法可以有效地提高静叶栅效率。     

套管底部淹没时的再湿传热与夹带特性

在文献[1]、[2]中,我们对管状试验段底部淹没时的传热性能进行了试验研究,分析了淹没速率、初始壁温、入口水温、加热功率、蒸汽背压、表面氧化层诸因素对再湿的影响。本文将对套管内元件再淹没时的传热与夹带特性进行试验研究。在评价危急冷却系统的有效性时,再湿速度具有决定的意义,但夹带特性也很重要,它对元件的预冷与温度的回转常常起关键作用。本试验不仅将详细研究各种热工参数对再湿速度的影响,而且还对通道空泡分额分布、坍陷液位高度、液滴夹带量、出口蒸汽流量、出口流体含汽量、出口蒸汽温度等参数进行了仔细的测量,分析各参数对液滴夹带的影响。     

HL-2M 偏滤器超汽化结构冷却性能研究

利用 ANSYS CFX 分析软件对 HL-2M 偏滤器超汽化结构模块方案进行了热工水力分析。研究结果 表明：在流道高度为 6mm 时,翅片高度为 3mm、厚度为 4mm 的超汽化结构排热能力最佳。当超汽化结构偏滤 器表面热流密度为 10MW·m^-2 时,靶板表面最大温度小于 700℃,热沉最大温度小于 300℃,满足排热能力需求和材料许用范围。     

基于超声非线性参数的油水两相流相含率检测

超声法相含率检测,主要基于声速与声衰减这两个声学参数计算流体的分相含率。然而,对于油水两相流,油与水的声速与声衰减差异较小,检测灵敏度较低。相比之下,油水两相介质的超声非线性参数区别较大,在检测灵敏度上有明显优势。本文提出了基于超声非线性参数的油水混合物相含率检测方法,以油水两相混合液体中超声非线性传播模型与混合液体超声非线性参数的混合定则为基础,归纳含水率对流体超声非线性参数的调制规律。结合插入比较法的非线性参数测量方法,明确含水率与二次谐波幅值的关系基础上,构建相含率测量模型,实现油水混合流体相含率准确测量。     

周期射流冲击下导流板流动换热特性数值研究

本文对被动隔热导流板在周期射流冲击环境下的流场特性及热响应特性进行三维数值研究,分析了射流喷管与导流板间距、导流板水平倾角及轴向倾角三个参数的影响规律。研究结果表明射流空气冲击到导流板后90%的气流被向上侧及前后两侧偏导,导流板的水平倾角越大则气流向上侧偏导能力越弱,轴向倾角的存在可实现对气流前后侧导流流量的分配。导流板耐热层温度在进入第四个射流周期后呈现稳定周期波动,射流冲击距离越小、导流板水平倾角越大则其板面温度水平越高。     

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对新提出的套管结构聚变-快裂变增殖堆包层概念设计方案进行了热工水力学分析和设计,给出了典型的热工设计参数,并结合大型热工水力学软件CFX对其进行了温度场和压力分布的模拟分析。分析结果表明,材料温度均已低于许用温度,冷却剂出口温度高于773K,冷却剂压降也符合工程上的要求,初步验证了增殖堆包层设计的合理性。     

基于多孔介质模型的40-T混合磁体CICC摩擦阻力特性分析

多孔介质理论被认为可能为CICC的热工水力特性提供理论支撑。通过多孔介质模型对40-T混合磁体外超导磁体的CICC导体进行分析计算,并用实验测量结果对渗透率、阻力系数、颗粒直径等参数进行修正,以探索CICC的多孔介质模型近似方法。     

HCCB TBM屏蔽块热工水力分析

介绍了HCCB TBM屏蔽块初步设计阶段的最新设计,对比了概念设计评审阶段设计方案在结构上的差别,并对其进行了热工水力的分析。结果表明：温度最高处位于下防剪切键顶端,为246.9℃。速度、压强和对流换热系数均满足ITER标准。另外,根据温度分析计算结果,在下防剪切键处增加了挡板,其对于防剪切键的温度降低有显著效果。     

半周加热内螺纹管内超临界传热的数值模拟

半周受热内螺纹管内流体温度、壁面温度和换热系数存在周向不均匀性,本文建立了流固耦合的传热模型,通过数值模拟在不同q/G (热流密度与质量流速之比)下对比分析了半周和全周加热内螺纹管内超临界水的传热过程。研究发现半周加热内螺纹管强化了超临界流体传热,降低了内壁温度。管内流体的贴壁周向运动加强了冷热侧流体间的热量交换,同时近壁面流体与管中心流体间的传热强度也有所提高。管子几何参数对半周受热内螺纹管换热的影响比全周加热时更显著。     

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基于以前的偏滤器研究,提出了中国核聚变工程实验堆(CFETR)偏滤器靶板的概念设计.在最差工况下进行的热工水力分析和力学分析表明,应力和温度都在允许范围内,验证了该设计模型的可靠性.该概念模型和对其所做的分析可以为以后的工程设计提供参考.