小型堆直流蒸汽发生器的传热及流动的工程计算方法研究
发布时间：2021-05-31 21:22
本文基于螺旋管实验数据拟合得到螺旋管换热模型与压降模型,并在RELAP5程序中建立螺旋管计算模型。结合RELAP5程序分析已有的螺旋管流动换热模型,并对加热螺旋管流动换热实验数据进行处理。在MATLAB中设置所需的待定系数,通过非线性拟合得到适合的模型。最后基于RELAP5原有换热模型采用适当的方式进行修改。采用热平衡含汽率作为判定基准,将螺旋管的换热区域分为单相液体对流换热,两相沸腾换热,缺液区换热与单相蒸汽换热四个主要部分;对单相与两相压降模型在程序基础上修正。并通过适当输入工况,对比修正前后的RELAP5程序计算结果,得到以下结论:（1）相较于直管,螺旋管的过冷沸腾段更短,螺旋管内的蒸干点与螺旋管的几何形状和流动参数有关。螺旋管缺液区的换热系数比直管更高,会随着含汽率的增加逐渐降低,取代了直管的弥散流流型。（2）新拟合的螺旋管传热关系式在程序中构建,计算结果良好。能够在RELAP5计算过程中根据热平衡含汽率不同调用所需的螺旋管传热关系式,实验工况计算得到的换热系数变化曲线与实验值吻合较好,在基于别人的结果进行对比验证也吻合较好。（3）对原程序计算结果与实验结果对比,实验换热系数比...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
截面上的迪恩涡Figure1.1Deanvortexonthecrosssection
Guo et al.0.15 4 50.638Re , 2 10 Re 1.5 10cfD Ju et al.[65]0.140.23,1 0.11Re , Re Re,11.6< Deccrits Tf df D Mandal and Nigam[66]0.27 3 4,1 0.03 e , 2.5 10 < De 1.5 10cs TfDf Mohamed[67]在 2017 年发表的综述性文章中对大量螺旋管单相流动传热研究进行总结分析，并综合实验的几何形状与流动工质提出了适用于各种实验数据的螺旋管单相流动传热的关系式，误差在 20%范围内，并采用相同工况对比螺旋管直管的换热能力，发现层流具有最高 800%的加强，而在湍流区只有 4.5%-58%的强化。这个现象说明在层流部分螺旋管带来的二次流对界面搅混扰动有剧烈的加强，而在湍流部分没有那么剧烈。
图 1.3 Owhadi 实验中的壁温飞升现象Figure 1.3 The wall temperature rising phenomenon of Owhadi experimen实验中提出螺旋管壁面飞升起始点不同。1984 年 M. A指出螺旋管在蒸干点后的换热系数要高于直管，同时沿轴跃性更小并且变化更光滑，其中螺旋管内侧壁率先发生壁更高，他认为管内如果存在弥散流现象，液滴会在螺旋管管外侧的液块，这意味着螺旋管内的弥散流区域被缺液区块使得完全蒸干位置延后。的研究中指出对于直管临界含汽率的成熟的经验关系式主速，压力等参数相关，并提出了自己的预测结果，但在其变的焓值。对于螺旋管干涸点的研究主要[81]是在已有的直管的两相压降关系式同样与单相压降相关，如 White[82]， Ito[55]等人提出的关
【参考文献】：
期刊论文
[1]小型模块化反应堆发展趋势及前景[J]. 周蓝宇,齐实,周涛. 科技创新与应用. 2017(21)
[2]小型一体化压水堆主设备设计比较研究[J]. 林千. 发电设备. 2017(03)
[3]螺旋管内气液两相流摩擦压降计算方法新探[J]. 毛宇飞,朱天宇,曹飞,齐伟,刘庆君. 工程热物理学报. 2016(03)
[4]模块式小型反应堆研发现状及前景分析[J]. 熊厚华,杜继富,曾正魁,陈志远. 价值工程. 2015(02)
[5]螺旋管换热技术的研究现状综述[J]. 张小艳,姜芳芳. 制冷与空调(四川). 2014(01)
[6]高压及超临界压力下螺旋管内单相水摩擦压降特性实验研究[J]. 毛宇飞,郭烈锦,白博峰,甄飞强,郭萌. 核动力工程. 2012(S1)
[7]流体在螺旋管内对流换热和压降性能的数值模拟[J]. 鲍伟,马虎根,张希忠. 上海理工大学学报. 2011(01)
[8]螺旋管内迪恩涡运动的数值模拟[J]. 湛含辉,朱辉. 热能动力工程. 2011(01)
[9]螺旋管传热系数实验研究和温度场数值模拟[J]. 陈志光,秦朝葵,戴万能. 煤气与热力. 2010(01)
[10]螺旋管内单相及沸腾的强化换热与阻力特性实验[J]. 李隆键,崔文智,辛明道. 核动力工程. 2005(01)
博士论文
[1]螺旋管内流动沸腾传热特性及其预测模型研究[D]. 冀翠莲.山东大学 2016
硕士论文
[1]紧凑式小型反应堆直流盘管蒸汽发生器热工水力研究[D]. 秦长平.中国科学院研究生院(近代物理研究所) 2016
[2]螺纹螺旋管强化传热的数值模拟及场协同分析[D]. 淦吉昌.南昌大学 2012
[3]立式螺旋管内气液两相流摩擦阻力特性研究[D]. 李嘉.浙江工业大学 2011
[4]迪恩涡及其强化螺旋管传热性能的研究[D]. 朱辉.湖南工业大学 2010
本文编号：3208997
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
截面上的迪恩涡Figure1.1Deanvortexonthecrosssection
Guo et al.0.15 4 50.638Re , 2 10 Re 1.5 10cfD Ju et al.[65]0.140.23,1 0.11Re , Re Re,11.6< Deccrits Tf df D Mandal and Nigam[66]0.27 3 4,1 0.03 e , 2.5 10 < De 1.5 10cs TfDf Mohamed[67]在 2017 年发表的综述性文章中对大量螺旋管单相流动传热研究进行总结分析，并综合实验的几何形状与流动工质提出了适用于各种实验数据的螺旋管单相流动传热的关系式，误差在 20%范围内，并采用相同工况对比螺旋管直管的换热能力，发现层流具有最高 800%的加强，而在湍流区只有 4.5%-58%的强化。这个现象说明在层流部分螺旋管带来的二次流对界面搅混扰动有剧烈的加强，而在湍流部分没有那么剧烈。
图 1.3 Owhadi 实验中的壁温飞升现象Figure 1.3 The wall temperature rising phenomenon of Owhadi experimen实验中提出螺旋管壁面飞升起始点不同。1984 年 M. A指出螺旋管在蒸干点后的换热系数要高于直管，同时沿轴跃性更小并且变化更光滑，其中螺旋管内侧壁率先发生壁更高，他认为管内如果存在弥散流现象，液滴会在螺旋管管外侧的液块，这意味着螺旋管内的弥散流区域被缺液区块使得完全蒸干位置延后。的研究中指出对于直管临界含汽率的成熟的经验关系式主速，压力等参数相关，并提出了自己的预测结果，但在其变的焓值。对于螺旋管干涸点的研究主要[81]是在已有的直管的两相压降关系式同样与单相压降相关，如 White[82]， Ito[55]等人提出的关
【参考文献】：
期刊论文
[1]小型模块化反应堆发展趋势及前景[J]. 周蓝宇,齐实,周涛. 科技创新与应用. 2017(21)
[2]小型一体化压水堆主设备设计比较研究[J]. 林千. 发电设备. 2017(03)
[3]螺旋管内气液两相流摩擦压降计算方法新探[J]. 毛宇飞,朱天宇,曹飞,齐伟,刘庆君. 工程热物理学报. 2016(03)
[4]模块式小型反应堆研发现状及前景分析[J]. 熊厚华,杜继富,曾正魁,陈志远. 价值工程. 2015(02)
[5]螺旋管换热技术的研究现状综述[J]. 张小艳,姜芳芳. 制冷与空调(四川). 2014(01)
[6]高压及超临界压力下螺旋管内单相水摩擦压降特性实验研究[J]. 毛宇飞,郭烈锦,白博峰,甄飞强,郭萌. 核动力工程. 2012(S1)
[7]流体在螺旋管内对流换热和压降性能的数值模拟[J]. 鲍伟,马虎根,张希忠. 上海理工大学学报. 2011(01)
[8]螺旋管内迪恩涡运动的数值模拟[J]. 湛含辉,朱辉. 热能动力工程. 2011(01)
[9]螺旋管传热系数实验研究和温度场数值模拟[J]. 陈志光,秦朝葵,戴万能. 煤气与热力. 2010(01)
[10]螺旋管内单相及沸腾的强化换热与阻力特性实验[J]. 李隆键,崔文智,辛明道. 核动力工程. 2005(01)
博士论文
[1]螺旋管内流动沸腾传热特性及其预测模型研究[D]. 冀翠莲.山东大学 2016
硕士论文
[1]紧凑式小型反应堆直流盘管蒸汽发生器热工水力研究[D]. 秦长平.中国科学院研究生院(近代物理研究所) 2016
[2]螺纹螺旋管强化传热的数值模拟及场协同分析[D]. 淦吉昌.南昌大学 2012
[3]立式螺旋管内气液两相流摩擦阻力特性研究[D]. 李嘉.浙江工业大学 2011
[4]迪恩涡及其强化螺旋管传热性能的研究[D]. 朱辉.湖南工业大学 2010
本文编号：3208997
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dongligc/3208997.html
