手套箱内流体数值模拟与实验研究

发布时间：2021-05-18 00:54

　　核燃料一般具有较大的放射性和毒性的问题,为保证核燃料生产的安全,经常利用手套箱进行密闭隔离。在手套箱实际运行过程中,由于进、出风口位置不合理、风量不足或气流组织不理想,可能会出现气溶胶粘壁或固态物料底部沉积等问题。本文通过对手套箱内气体进行数值模拟和实验研究,旨在解决实际工程中手套箱内气流组织不理想的问题,提高经济性和优化设计。本文选用Fluent软件中的Standard k-ε模型对手套箱内五种流量工况流体进行数值模拟,并结合实验测量区域,输出值模拟结果。为验证数值模拟的正确性,搭建一套手套箱内流场的实验平台,采用粒子图像测速仪（PIV）对手套箱内流体进行实验测量,并输出实验测量结果。将数值模拟结果与实验结果从流体流动趋势、流动方向和速度数据进行对比分析,保证数值模拟的数学模型选用、基本假设和边界条件设置是合理的。利用验证过的数值模拟方法将空气龄和空气不均匀度作为手套箱内气流组织的优化目标函数对手套箱进行设计优化。通过调整进、出口的管径和进、出口的位置,对箱体内的流体进行数值模拟优化,将模拟得到的空气龄及空气不均匀度的最理想位置作为优化后的进出口位置。为了找出位置变化对空气龄和空气不... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：103 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 论文背景及意义
    1.2 国内外研究状况
        1.2.1 手套箱发展现状
        1.2.2 CFD发展现状
    1.3 本文的研究方法和内容
第2章 手套箱内流场数值模拟
    2.1 手套箱内流场理论分析
        2.1.1 计算软件的选择
        2.1.2 数学模型
    2.2 手套箱内流场数值模拟
        2.2.1 手套箱的参数输入
        2.2.2 流体参数及分析
        2.2.3 数学模型
        2.2.4 边界条件
        2.2.5 网格划分及网格无关性(或敏感性)计算
        2.2.6 数值模拟
    2.3 数值分析结果
        2.3.1 数值输出结果选择
        2.3.2 数值模拟结果
    2.4 本章小结
第3章 手套箱实验方案设计及实验验证
    3.1 手套箱内流场实验分析
        3.1.1 流场测速装置选择
        3.1.2 粒子图像测速仪测速原理
    3.2 实验方案设计
        3.2.1 实验装置
        3.2.2 实验步骤
        3.2.3 误差分析
    3.3 实验验证结果数据
        3.3.1 流量为33m~3/h时的实验数据
    3.4 本章小结
第4章 数值模拟与实验结果分析
    4.1 数值模拟与实验数据数分析及对比
        4.1.1 流量为33m~3/h数值模拟与实验数据数分析及对比
        4.1.2 流量为44m~3/h数值模拟与实验数据数分析及对比
        4.1.3 流量为55m~3/h数值模拟与实验数据数分析及对比
        4.1.4 流量为77m~3/h数值模拟与实验数据数分析及对比
        4.1.5 流量为99m~3/h数值模拟与实验数据数分析及对比
        4.1.6 各位置误差比较
    4.2 本章小结
第5章 手套箱优化方案设计
    5.1 流体优化参数
        5.1.1 空气龄
        5.1.2 空气不均匀度
    5.2 优化计算
        5.2.1 存在问题分析
        5.2.2 优化分析
        5.2.3 优化仿真计算
        5.2.4 优化仿真计算结果
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
个人简历
附录



本文编号：3192791