T型管内冷热流体搅混过程实验研究
发布时间：2021-08-07 21:44
T型管是工业生产中最基础的流体输配构件之一,作为管道间的连接常用于管道内工作介质分流和汇合,在核电和化工等诸多领域发挥着重要的作用。当两种温度不同的流体流在管道结构表面附近混合时,会使管壁上出现周期性波动或分层的热应力从而发生管道材料热失效现象。对T型管冷热流体搅混过程的温度波动机理,以及不同影响因素工况下的冷热搅混温度波动特性等方面的研究一直是学者们研究的热点。本文首先综述了 T型管内冷热流体搅混过程的研究,总结介绍了国内外学者以实验和模拟方法对搅混过程的温度分布和温度波动特性等方面的研究内容和结果。同时对T型管内冷热流体搅混过程发生热疲劳的机理和搅混流型等进行了分析。并且搭建了冷热搅混可视化实验台,通过实验研究分析各影响因素对T型管内冷热流体搅混过程温度特性的影响。通过对流体自身不同流动和传热特性,进行了包括不同动量比和温差下的相关实验研究,分析了混合流型发展过程,获得各工况下的无量纲时均温度和无量纲均方根温度分布和温度波动幅值及频率的规律特点。结果表明:动量比对冷热搅混过程的无量纲时均温度分布有着很大的影响,且随着动量比的增加,温度波动会更剧烈,混合长度随之显著减小。动量比的增加...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２法国Ｃｉｖａｕｘ－ｌ核电站事故裂纹??
区域速度和温度脉动较小，温度的波动和速??度的波动依靠对流换热和分子扩散运动。??１混合核心区：）而?扩散??Ｌ——????????＾?ｆ＿???２边界层：??分子扩散与对流换热???．．．緩???????１???３壁面内部：热传导??．．????４壁面：热应力波动??Ｖ，??????＼?ｒ??５壁面：热疲劳??＾……＇—？－Ｔ，．？，，－，－ｒ：？１．－？？１，ｎ？ｌｎｌ；ｌｎ?－?，……Ｊ??图２－２热疲劳发生涉及的流动传热过程??在３的阶段，由于Ｔ型管冷热搅混管段存在壁面的厚度，在固体壁面内部会??发生热传导现象。??在４和５的阶段，由于受到强烈的混合管段壁面温度波动，必然在混合管段??壁面产生热应力，而长时间的温度波动产生的热应力必然造成混合管段的热疲劳??现象的发生。这其中温度波动幅度的大小决定着热疲劳波动热应力的大小，温度??波动频率高低决定着热应力变化的频率。热应力具有以下几个特点［４７］：第一，热??应力随约束程度的增大而增大，由于材料的线膨胀系数、弹性模量与泊桑比随温??度变化而变化，同时热应力不仅与温度变化量有关，而且受初始温度的影响。第??二，热应力与零外载相平衡，是由热变形受约束引起的自平衡应力，在温度高处??发生压缩，温度低处发生拉伸形变。第三，热应力具有自限性，屈服流动或高温??蠕变可使热应力降低。对于塑性材料，热应力不会导致构件断裂，但交变热应力??１２??
第３章实验系统装置及实验方法??第３章实验系统装置及实验方法??Ｔ型管内冷热搅混过程实验是研究冷热搅混过程的重要手段之一。通过实验??研宄能够直观的观察到各状态下混合流型特征和和分析不同位置温度波动特性。??本章设计搭建了?Ｔ型管内冷热搅混过程实验研究的实验台，对实验装置的系统、??管件、测量系统和数据采集系统等方面进行了详细的介绍，并对实验的流程步骤、??实验误差和数据无量纲化进行了详尽的说明。??３．１实验系统??３．?１．?１实验水系统??＾?ＣＷ?Ｍ，?Ｗ〇?＾ｒｉｖＭ??＼＼Ｖ＾－－ＨＸ３——?１￣Ｍ￣??ＶＳ?Ｅ?＾??－ｔｘｉ」＂■丨Ｉ?「丨■丨一?蓄??Ｖ９?＞?ＣＶｌ?ＣＶ３?ＭＢ?Ｖ１２?Ｐ２?Ｔ２?段??Ｔ?￣??Ｍ４?Ｖ１Ｂ????＋?Ｖ１５??１?Ｔｖｉｆｉ??Ｔ??、?．、、，＇?ＯｌＷ??＼?＼?一Ｍ一?０ｆｔｉ＃??Ｖ２??Ｉ??？？ｎ??丄???ＣＶ５?Ｘ??图３－１实验系统图??图３－１所示为Ｔ型管内冷热搅混过程实验系统流程图，图３－２所示为Ｔ型管??内冷热搅混过程实验现场图。图３－丨中蓝色为冷水水箱，与之相连的为冷水供水??管路；红色为热水水箱，与之相连的为热水供水管路。??１７??
【参考文献】：
博士论文
[1]填充有/无多孔介质的T型管道中流体混合过程的流动与传热研究[D]. 朱维宇.北京化工大学 2011
[2]导电材料结构电磁热弹性多场行为的理论研究[D]. 白会娟.兰州大学 2010
硕士论文
[1]T型管内附加结构对冷热流体混合过程热波动影响及机理研究[D]. 高凯.北京化工大学 2015
[2]弯管热分层及其热波动削弱机理研究[D]. 翟浩.北京化工大学 2014
[3]T型管内冷热流体混合过程热波动及其削弱机理研究[D]. 宋涛.北京化工大学 2014
[4]上游弯管对T型管道内流体流动和传热的影响研究[D]. 刘素梅.北京化工大学 2012
[5]T型圆管中冷热流体混合过程大涡模拟及管内壁面温度导热反问题研究[D]. 李春永.北京化工大学 2011
[6]T型三通管中冷热流体混合过程的大涡模拟[D]. 郭志军.北京化工大学 2009
本文编号：3328597
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２法国Ｃｉｖａｕｘ－ｌ核电站事故裂纹??
区域速度和温度脉动较小，温度的波动和速??度的波动依靠对流换热和分子扩散运动。??１混合核心区：）而?扩散??Ｌ——????????＾?ｆ＿???２边界层：??分子扩散与对流换热???．．．緩???????１???３壁面内部：热传导??．．????４壁面：热应力波动??Ｖ，??????＼?ｒ??５壁面：热疲劳??＾……＇—？－Ｔ，．？，，－，－ｒ：？１．－？？１，ｎ？ｌｎｌ；ｌｎ?－?，……Ｊ??图２－２热疲劳发生涉及的流动传热过程??在３的阶段，由于Ｔ型管冷热搅混管段存在壁面的厚度，在固体壁面内部会??发生热传导现象。??在４和５的阶段，由于受到强烈的混合管段壁面温度波动，必然在混合管段??壁面产生热应力，而长时间的温度波动产生的热应力必然造成混合管段的热疲劳??现象的发生。这其中温度波动幅度的大小决定着热疲劳波动热应力的大小，温度??波动频率高低决定着热应力变化的频率。热应力具有以下几个特点［４７］：第一，热??应力随约束程度的增大而增大，由于材料的线膨胀系数、弹性模量与泊桑比随温??度变化而变化，同时热应力不仅与温度变化量有关，而且受初始温度的影响。第??二，热应力与零外载相平衡，是由热变形受约束引起的自平衡应力，在温度高处??发生压缩，温度低处发生拉伸形变。第三，热应力具有自限性，屈服流动或高温??蠕变可使热应力降低。对于塑性材料，热应力不会导致构件断裂，但交变热应力??１２??
第３章实验系统装置及实验方法??第３章实验系统装置及实验方法??Ｔ型管内冷热搅混过程实验是研究冷热搅混过程的重要手段之一。通过实验??研宄能够直观的观察到各状态下混合流型特征和和分析不同位置温度波动特性。??本章设计搭建了?Ｔ型管内冷热搅混过程实验研究的实验台，对实验装置的系统、??管件、测量系统和数据采集系统等方面进行了详细的介绍，并对实验的流程步骤、??实验误差和数据无量纲化进行了详尽的说明。??３．１实验系统??３．?１．?１实验水系统??＾?ＣＷ?Ｍ，?Ｗ〇?＾ｒｉｖＭ??＼＼Ｖ＾－－ＨＸ３——?１￣Ｍ￣??ＶＳ?Ｅ?＾??－ｔｘｉ」＂■丨Ｉ?「丨■丨一?蓄??Ｖ９?＞?ＣＶｌ?ＣＶ３?ＭＢ?Ｖ１２?Ｐ２?Ｔ２?段??Ｔ?￣??Ｍ４?Ｖ１Ｂ????＋?Ｖ１５??１?Ｔｖｉｆｉ??Ｔ??、?．、、，＇?ＯｌＷ??＼?＼?一Ｍ一?０ｆｔｉ＃??Ｖ２??Ｉ??？？ｎ??丄???ＣＶ５?Ｘ??图３－１实验系统图??图３－１所示为Ｔ型管内冷热搅混过程实验系统流程图，图３－２所示为Ｔ型管??内冷热搅混过程实验现场图。图３－丨中蓝色为冷水水箱，与之相连的为冷水供水??管路；红色为热水水箱，与之相连的为热水供水管路。??１７??
【参考文献】：
博士论文
[1]填充有/无多孔介质的T型管道中流体混合过程的流动与传热研究[D]. 朱维宇.北京化工大学 2011
[2]导电材料结构电磁热弹性多场行为的理论研究[D]. 白会娟.兰州大学 2010
硕士论文
[1]T型管内附加结构对冷热流体混合过程热波动影响及机理研究[D]. 高凯.北京化工大学 2015
[2]弯管热分层及其热波动削弱机理研究[D]. 翟浩.北京化工大学 2014
[3]T型管内冷热流体混合过程热波动及其削弱机理研究[D]. 宋涛.北京化工大学 2014
[4]上游弯管对T型管道内流体流动和传热的影响研究[D]. 刘素梅.北京化工大学 2012
[5]T型圆管中冷热流体混合过程大涡模拟及管内壁面温度导热反问题研究[D]. 李春永.北京化工大学 2011
[6]T型三通管中冷热流体混合过程的大涡模拟[D]. 郭志军.北京化工大学 2009
本文编号：3328597
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dongligc/3328597.html
