起伏振动下倾斜管内单相流流动阻力特性分析

发布时间：2021-03-07 15:36

　　起伏振动状态下单相流流动阻力的正确计算对漂浮核电站的安全性有显著影响。实验研究了不同起伏振动工况和流动工况对倾斜圆管通道内单相水摩擦压降的影响,提出了方便计算的振动摩擦阻力系数。结果表明,振动摩擦压降大于稳定状态的,并呈周期性波动,波动周期与振动频率一致。振动摩擦阻力系数平均值随雷诺数和倾角的增大而减小,随管径和振动频率的增大先增大后减小,随振幅的增大而增大。通过实验数据拟合得到起伏振动下倾斜管内单相水振动摩擦阻力系数计算经验关系式,计算结果与实验结果吻合较好,为起伏振动单相水流动阻力的计算提供了新思路。 

【文章来源】：原子能科学技术. 2020,54(03)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

稳定状态和起伏振动状态的摩擦压降对比

实验系统

图4示出f=5 Hz、A=5 mm时摩擦压降随加速度的波动。由于实验采用离心泵提供水头,结合文献[6]可得出采用离心泵提供水头时瞬时流量不随振动呈现周期性变化,因此摩擦压降的周期性变化主要由振动引起的周期性作用力导致。将1个振动周期分为4个阶段,管道的运动及管内流体微元受力如图5所示。在1阶段,管道从平衡位置向下运动,管内流体微元受力为向下的重力g和向上的附加力Fa的合力,随振动加速度的增大,Fa逐渐增大,流体微元与管壁作用力减小,摩擦压降减小,在1阶段结束时摩擦压降达到最小值。在2阶段,管道从下限位置向上运动,管内流体微元受力为向下的重力g和向上的附加力Fa的合力,随振动加速度的减小,Fa逐渐减小,流体微元与管壁作用力增大,摩擦压降增大。在3阶段,管道从平衡位置向上运动,管内流体微元受力为向下的重力g和向下的附加力Fa的合力,随振动加速度的增大,Fa逐渐增大,流体微元与管壁作用力增大,摩擦压降增大,在3阶段结束时摩擦压降达到最大值。在4阶段,管道从上限位置向下运动,管内流体微元受力为向下的重力g和向下的附加力Fa的合力,随振动加速度的减小,Fa逐渐减小,流体微元与管壁作用力减小,摩擦压降减小。图4 起伏振动下摩擦压降与振动加速度的关系

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3069374