棒束结构通道内两相流界面输运特性及理论模型
发布时间：2021-01-11 10:56
两相流的复杂性来自于气液两相之间界面的存在以及通过界面的质量、动量和能量的传递。对于棒束通道,考虑到反应堆安全运行的重要性,其界面特性对于其流动沸腾传热特性尤为重要。两相流动的界面研究可分为稳态及瞬态特性两种。稳态特性,即两相流流型,目前的研究集中于对流型转变机制的研究;瞬态特性,界面面积输运模型从机理上描述两相界面区域的聚合、破裂、扩张等物理过程,从而实现对界面动态特性进行建模。同时,由于界面面积输运模型分为两段式,两相流型为界面面积输运模型提供了边界条件。本文对棒束通道开展可视化实验研究,以探讨棒束通道两相流流型转变机制;同时基于实验研究和理论分析对一维界面输运模型进行研究,为实际的工程应用提供理论依据。对于两相流流型的研究,基于可视化测量系统,分别获取了棒束通道不同高度以及不同定位格架条件下的流型。在实验研究的基础上,本文重新定义了棒束通道的流型划分,包含泡状流,帽泡状流,离散泡状流,帽状湍流,搅混流以及环状流。通过对通道结构对空泡分布的影响以及耦合棒束通道的漂移流模型,本文开发了适用于棒束通道的全局流型转变模型。通过对比,新模型能够对本文获取的流型图以及文献中已发表的流型图进行...
【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】：148 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
气泡聚合和破裂机制示意图
15图 2.1 实验系统示意图Fig. 2.1 Diagram of the flow loop文实验在重庆大学空气-水两相流综合实验平台上进行，该实验平台可开压条件下多种流道内竖直上升、竖直下降的空气-水两相流动，以及两相、搅混特性等实验研究。图 2.1 为该实验系统示意图，图 2.2 为实验系统在实验研究中，实验段采用安装有带搅混翼片定位格架的 5×5 棒束通道质为空气和水。本文分别在不同轴向高度处和不同实验工况条件下对两、两相空泡特性以及界面输运特性开展了实验研究。
图 2.2 实验台系统实物图Fig. 2.2 Photo of real experimental system重庆大学空气-水两相综合实验平台主要由以下几部分组成：水供应系统、空气供应系统、气水混合器、实验段、仪表及数据采集系统等。水供应系统包括净水系统、水罐、水泵、过滤器和分配器等；空气供应系统包括空气压缩机、储气罐、空气过滤器和减压阀等；气泡发生装置可产生直径约为 1~3 mm 大小的气泡；本文中实验段部分包括方形外壁，5×5 棒束，四探头电导探针、取压孔和精密微动平台等；仪表及数据采集系统包括各测量仪表、电路板、NI 数据采集板卡、采集机箱、Labview 数据采集软件和上位机等。水从水罐中流出经泵加压后，经过滤器流经电磁流量计，进入流量分配器、气水混合器；空气则由空压机打入 20 m3的储气罐中，经空气过滤器、减压阀、气体流量计之后进入气水混合器；空气通过多孔泡沫金属，然后与水在气水混合器中充分混合，产生均匀的小气泡进入棒束实验段；气水混合物经实验段充分发展之后，一起流回水罐，并在 4.5 m3的水罐中实现分离。
【参考文献】：
期刊论文
[1]棒束通道气液两相流流型识别及动力学特性分析[J]. 周云龙,尹洪梅. 原子能科学技术. 2017(05)
[2]棒束通道内气液两相流流型的实验研究[J]. 周云龙,丁会晓. 原子能科学技术. 2016(10)
[3]蒸汽-水冷凝泡状流相界面浓度输运方程[J]. 马科帅,郭烈锦,于子文,潘辉. 工程热物理学报. 2014(08)
[4]竖直大圆管内两相流动界面输运过程研究[J]. 孙波,孙立成,幸奠川,刘靖宇,田道贵. 原子能科学技术. 2013(09)
[5]管束通道内沸腾两相流特性的研究[J]. 向文元,吕永红,赵桂生. 核科学与工程. 2012(03)
[6]油水两相分散流的相界面浓度输运方程研究[J]. 赵冬建,郭烈锦,胡晓玮. 工程热物理学报. 2007(04)
博士论文
[1]运动条件下的环状流界面输运机制及模型[D]. 何辉.重庆大学 2016
硕士论文
[1]垂直棒束通道内气液两相流流动特性实验研究[D]. 丁会晓.东北电力大学 2016
[2]气液两相流动界面输运过程研究[D]. 刘靖宇.哈尔滨工程大学 2013
本文编号：2970642
【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】：148 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
气泡聚合和破裂机制示意图
15图 2.1 实验系统示意图Fig. 2.1 Diagram of the flow loop文实验在重庆大学空气-水两相流综合实验平台上进行，该实验平台可开压条件下多种流道内竖直上升、竖直下降的空气-水两相流动，以及两相、搅混特性等实验研究。图 2.1 为该实验系统示意图，图 2.2 为实验系统在实验研究中，实验段采用安装有带搅混翼片定位格架的 5×5 棒束通道质为空气和水。本文分别在不同轴向高度处和不同实验工况条件下对两、两相空泡特性以及界面输运特性开展了实验研究。
图 2.2 实验台系统实物图Fig. 2.2 Photo of real experimental system重庆大学空气-水两相综合实验平台主要由以下几部分组成：水供应系统、空气供应系统、气水混合器、实验段、仪表及数据采集系统等。水供应系统包括净水系统、水罐、水泵、过滤器和分配器等；空气供应系统包括空气压缩机、储气罐、空气过滤器和减压阀等；气泡发生装置可产生直径约为 1~3 mm 大小的气泡；本文中实验段部分包括方形外壁，5×5 棒束，四探头电导探针、取压孔和精密微动平台等；仪表及数据采集系统包括各测量仪表、电路板、NI 数据采集板卡、采集机箱、Labview 数据采集软件和上位机等。水从水罐中流出经泵加压后，经过滤器流经电磁流量计，进入流量分配器、气水混合器；空气则由空压机打入 20 m3的储气罐中，经空气过滤器、减压阀、气体流量计之后进入气水混合器；空气通过多孔泡沫金属，然后与水在气水混合器中充分混合，产生均匀的小气泡进入棒束实验段；气水混合物经实验段充分发展之后，一起流回水罐，并在 4.5 m3的水罐中实现分离。
【参考文献】：
期刊论文
[1]棒束通道气液两相流流型识别及动力学特性分析[J]. 周云龙,尹洪梅. 原子能科学技术. 2017(05)
[2]棒束通道内气液两相流流型的实验研究[J]. 周云龙,丁会晓. 原子能科学技术. 2016(10)
[3]蒸汽-水冷凝泡状流相界面浓度输运方程[J]. 马科帅,郭烈锦,于子文,潘辉. 工程热物理学报. 2014(08)
[4]竖直大圆管内两相流动界面输运过程研究[J]. 孙波,孙立成,幸奠川,刘靖宇,田道贵. 原子能科学技术. 2013(09)
[5]管束通道内沸腾两相流特性的研究[J]. 向文元,吕永红,赵桂生. 核科学与工程. 2012(03)
[6]油水两相分散流的相界面浓度输运方程研究[J]. 赵冬建,郭烈锦,胡晓玮. 工程热物理学报. 2007(04)
博士论文
[1]运动条件下的环状流界面输运机制及模型[D]. 何辉.重庆大学 2016
硕士论文
[1]垂直棒束通道内气液两相流流动特性实验研究[D]. 丁会晓.东北电力大学 2016
[2]气液两相流动界面输运过程研究[D]. 刘靖宇.哈尔滨工程大学 2013
本文编号：2970642
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