竖直加热管道内干涸型临界沸腾数值分析

发布时间：2021-05-22 21:49

　　反应堆燃料组件表面的临界热流密度现象关系到堆芯运行过程中安全性与经济性。随着计算机技术和计算流体力学的大力发展及反应堆精细化分析的需求,CFD技术以其更为精细化的网格尺寸、更加稳健、高效的数值方法,在成功解决单相流动问题的基础上,开始开发对两相流动的数值模拟的功能。目前,商业两相CFD软件FLUENT基于欧拉-欧拉两流体求解器,并与多相流模型中的壁面沸腾模型一起,已经具有一定的两相流数值分析的能力,能较为准确分析压水堆或沸水堆燃料组件表面的热量传递及临界热流密度现象。由于两相CFD程序目前尚未成熟,并考虑到反应堆燃料组件内的两相流动实验数据较少,本文基于Bennett等在均匀加热热流密度下,竖直圆管内的气-水两相流动及传热的实验研究进行了数值模拟,并进行沸腾现象相关分析。本文首先利用商用两相CFD_FLUENT对竖直加热管道内的两相流动进行模拟,采用速度入口、压力出口及对称边界条件进行计算。通过与实验获得的壁面温度进行比较,确定欧拉两流体模型中较为重要的因素:网格及湍流模型。随后,对壁面沸腾模型和两相流流型进行了较为详细讨论,通过与实验数据进行对比,选择合理的壁面沸... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第1章 绪论
    1.1 课题的目的与意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 两相CFD研究现状
        1.2.2 CHF点研究现状
    1.3 研究内容和方案
第2章 竖直加热圆管内流动沸腾数值分析
    2.1 几何模型的建立及数值求解相关设置
    2.2 两流体控制方程及两相湍流模型
        2.2.1 欧拉两流体控制方程
        2.2.2 相间交换模型
        2.2.3 两相湍流模型
        2.2.4 网格无关解与湍流模型计算结果对比
    2.3 壁面沸腾模型及两相流流型转变
        2.3.1 壁面沸腾模型
        2.3.2 两相流流型转变
        2.3.3 壁面沸腾模型对比分析
    2.4 本章小结
第3章 相间动量交换模型敏感性分析与验证
    3.1 实验装置及数据
    3.2 相间作用力验证
    3.3 曳力模型及验证
    3.4 非曳力模型及验证
        3.4.1 升力模型及验证
        3.4.2 壁面润滑力模型及验证
        3.4.3 湍流耗散力模型及验证
    3.5 本章小结
第4章 竖直加热管道内干涸型临界热流密度分析
    4.1 两相流动沸腾现象
    4.2 沸腾流动曲线及CHF点的确定
    4.3 临界热流密度预测
    4.4 临界影响参数研究
    4.5 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
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]竖直加热圆管内过冷沸腾及CHF数值模拟[J]. 李权,焦拥军,于俊崇.  核动力工程. 2015(01)
[2]气泡在水中上升运动的数值模拟[J]. 朱仁庆,李晏丞,倪永燕,侯玲.  江苏科技大学学报(自然科学版). 2010(05)

博士论文
[1]基于数字图像处理技术的气液两相流型识别与演化规律研究[D]. 李洪伟.华北电力大学 2012

硕士论文
[1]矩形窄通道内流动沸腾特性及CHF点的实验与数值模拟[D]. 陈冲.江苏大学 2016
[2]干涸型临界现象预测模型研究[D]. 张振兴.中国原子能科学研究院 2007



本文编号：3201718