双面加热垂直窄缝通道CFD模拟研究

发布时间：2021-01-12 01:32

　　套管式直流蒸汽发生器是一体化压水反应堆的关键设备,改进其热工水力技术是完善反应堆技术的重要环节,其中二次侧流体的全流型流动与传热问题因为其复杂程度,成为了套管式直流蒸汽发生器热工水力分析的难点之一。套管式直流蒸汽发生器的二次侧给水为过冷状态,随后进入套管段中的环形窄缝通道间隙被两侧一回路高温冷却剂加热至过热蒸汽状态从套管上端单管段内侧流出,过程中发展为多种流型。窄缝通道具有结构紧凑、换热温差低等优点,但因其特殊的几何条件使得流动和换热情况较为复杂,导致窄缝通道的传热计算较为困难。本文使用ANSYS FLUENT 17.0流场分析软件,使用CFD方法模拟了细长圆管、双面加热的垂直矩形窄缝以及双面加热的垂直环形窄缝通道中,工质流体自入口过冷态逐渐被加热至出口端过热蒸汽态的全过程,分析了关键参数变化趋势以及影响窄缝换热的重要因素,同时通过实验计算拟合了发生干涸型沸腾的双面加热的垂直环形窄缝通道中平均换热系数的关联式。面对CFD计算验证评价的要求,本文以1983年Becker公布的圆管均匀加热实验装置几何参数和流动传热条件为对象,对细长圆管几何通道进行了仿真模拟,并对比实验数据以确定最佳湍流模... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第1章 绪论
    1.1 课题的目的和意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 窄通道实验研究现状
        1.2.2 窄通道理论研究
    1.3 研究内容和方案
第2章 圆管通道模拟
    2.1 数值建模
        2.1.1 几何模型建立
        2.1.2 边界条件与计算条件设置
        2.1.3 网格划分及无关化验证
    2.2 湍流模型选择
        2.2.1 标准k-ε模型
        2.2.2 RNGk-ε模型
        2.2.3 SSTk-ω模型
        2.2.4 湍流模型计算结果对比
    2.3 壁面沸腾模型
        2.3.1 RPI模型
        2.3.2 非均衡沸腾模型
        2.3.3 汽液分界面模型
        2.3.4 相间交换模型
    2.4 模拟结果
    2.5 本章小结
第3章 窄缝通道模拟
    3.1 数值建模
        3.1.1 几何模型
        3.1.2 边界条件设置
        3.1.3 网格无关化验证
    3.2 模拟结果
        3.2.1 矩形窄缝模拟结果
        3.2.2 环形窄缝模拟结果
    3.3 影响窄缝通道换热的因素
        3.3.1 压力因素
        3.3.2 流量因素
        3.3.3 窄缝宽度因素
        3.3.4 热流密度因素
    3.4 两相换热系数拟合
        3.4.1 两相流动换热常用公式
        3.4.2 换热系数公式拟合
    3.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢



本文编号：2971869