垂直圆管内超临界水的传热特性研究

发布时间：2017-05-27 11:12

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【摘要】：作为第四代核能系统国际论坛（GIF）推荐的六种先进核能系统中唯一的水冷堆型，超临界水堆具有热效率高、系统简单、装置尺寸小和经济性好等突出优点。在与超临界水堆研发相关的大量基础研究中，超临界压力下流体传热特性与机理的相关研究尤其值得关切。 本文针对超临界水堆研发与工程设计的需求，为了解和掌握超临界压力水的流动与传热基本规律，在上海交通大学超临界多功能试验回路上开展了7.6mm和10mm圆管通道内超临界水的垂直向上流动传热特性试验研究，在较大的参数范围内改变运行工况获得了反映流动传热特性的数据。通过对试验数据的分析，对超临界水在垂直圆管内对流换热的机理以及主要的影响因素和规律进行了研究。对以往研究提出的超临界传热关联式进行了归纳，并通过将各个经验关联式的预测结果分别与试验数据进行对比，进行相关的误差与准确度分析。运用表征浮力作用和热加速效应对换热效果影响程度的无量纲参数对试验结果进行初步的分析，得到无量纲参数与超临界水传热数据的相关性。最后采用k-ωSST湍流模型对超临界水的传热进行了数值模拟，揭示了超临界水在垂直圆管内传热过程中发生两类传热恶化的机理。 本文获得的垂直圆管内超临界水的传热试验数据以及相关的分析工作，为今后拟合用于预测超临界水传热的经验关联式，以及超临界流体在棒束中流动的传热特性研究奠定了基础。
【关键词】：超临界水 传热试验 经验关联式 浮升力效应 加速效应
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TK124
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 主要符号表5-8
• 第一章 绪论8-21
• 1.1 研究背景与意义8-10
• 1.2 超临界流体热力传输性质10-12
• 1.3 研究现状12-19
• 1.3.1 试验研究12-17
• 1.3.2 数值研究17-19
• 1.4 本文研究的主要内容19-21
• 第二章 试验系统和试验方法21-27
• 2.1 试验系统及流程21-22
• 2.2 试验段结构及测点布置22-23
• 2.3 试验参数的测量与采集23-24
• 2.4 试验范围和试验工况24-25
• 2.5 试验方法25
• 2.6 数据处理方法25-27
• 第三章 试验结果分析27-58
• 3.1 传热特性概述27-29
• 3.1.1 传热恶化现象27-28
• 3.1.2 传热工况的分类28-29
• 3.2 传热特性的影响因素及其规律29-33
• 3.2.1 热流密度的影响29-30
• 3.2.2 质量流速的影响30-31
• 3.2.3 压力的影响31-32
• 3.2.4 管径的影响32-33
• 3.3 经验关联式比较评价33-50
• 3.3.1 已有关联式的归纳总结33-39
• 3.3.2 关联式预测结果与试验数据比较39-43
• 3.3.3 关联式的评价43-50
• 3.4 无量纲参数分析50-56
• 3.5 本章小结56-58
• 第四章 超临界水传热的数值分析58-66
• 4.1 控制方程58
• 4.2 湍流模型58-60
• 4.3 计算工况60-61
• 4.4 计算结果分析61-64
• 4.4.1 计算结果与试验比较61
• 4.4.2 传热恶化机理的讨论61-64
• 4.5 本章小结64-66
• 第五章 结论66-67
• 参考文献67-71
• 致谢71-72
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文72-74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 李满昌;王明利;;超临界水冷堆开发现状与前景展望[J];核动力工程;2006年02期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 张昊;超临界压力下对流传热的湍流模型研究[D];上海交通大学;2010年

  本文关键词：垂直圆管内超临界水的传热特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：399759