竖直窄矩形流道液泛特性研究

发布时间：2022-09-28 14:38

　　液泛现象广泛存在于降膜蒸发器、回流冷凝器和热管等工业设备中。反应堆内可能出现的两相流逆向流动，特别是事故状态下蒸汽发生器内的回流冷凝极限对反应堆安全性具有重要影响。随着科技的发展和反应堆设计的不断改进，相应的堆芯换热通道由传统的较大口径变为窄小乃至微小尺寸，深入研究窄小通道内的液泛问题为开发新型反应堆提供理论基础和实验依据，具有重要实际意义。本文对竖直窄矩形流道液泛进行了理论分析和实验研究，通过流道内液泛试验现象与压差变化规律分析了气体入口条件、流道长度和流道间隙等因素与液泛起始点、完全携带点、流向反转点和液泛消失点的内在联系，阐述了竖直窄矩形流道内的液泛机理；分析了竖直窄矩形流道液泛产生的原因，深入研究了完全携带点、流向反转点和液泛消失点的影响因素；最后将竖直窄矩形流道液泛和传统流道液泛进行了对比。主要成果如下： 1.与传统流道以压差突变判断液泛起始点不同，竖直窄矩形流道液泛发生时需要具备四点特征：流道内压差有明显的变化；有液体被携带出注水口；流道内液体下泄流量明显降低；流道内出现强烈扰动的液膜。 2.在相同的液体流量下，发生液泛时，流道间隙越小所需要的气体流量越少。... 

【文章页数】：118 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 液泛过程简介
    1.3 液泛起始点计算关系
    1.4 两相流动模型研究
    1.5 液泛问题研究的发展状况
    1.6 窄通道液泛研究存在的问题
    1.7 本文研究的方法和主要内容
第2章 实验装置及实验方法
    2.1 实验系统
        2.1.1 实验装置
        2.1.2 测量与数据采集系统
    2.2 误差分析
        2.2.1 液体流量误差分析
        2.2.2 气体流量误差分析
    2.3 实验方法及内容
        2.3.1 实验方法
        2.3.2 实验内容
    2.4 本章小结
第3章 液泛机理及气液两相流动数值计算研究
    3.1 液泛机理研究
        3.1.1 波动机理
        3.1.2 携带水滴机理
        3.1.3 液膜流动机理
    3.2 两相流动数值计算
        3.2.1 物理模型
        3.2.2 基本方程组
        3.2.3 边界条件
        3.2.4 波动表面边界条件
    3.3 液泛发生时流道压差突变及流动不稳定性
    3.4 液泛起始点研究
    3.5 本章小结
第4章 入口条件对竖直窄矩形流道液泛的影响
    4.1 不同气体入口条件下实验现象及流动特性
        4.1.1 平切口条件下实验现象及压差特性
        4.1.2 斜切形入口条件下流道压差特性
        4.1.3 喇叭形入口条件下流道压差特性
    4.2 液泛过程中实验段压差与流型变化研究
    4.3 气体入口条件对液泛起始点的影响
    4.4 窄矩形流道液泛与传统流道液泛对比
    4.5 气体入口条件对完全携带点及流向反转点的影响
        4.5.1 实验方法
        4.5.2 实验结果
    4.6 气体入口条件对液泛消失点的影响
        4.6.1 实验方法
        4.6.2 实验结果
        4.6.3 实验段水流量与气体流量关系
        4.6.4 无液泛滞后现象量增加及减少气体流量实验段压差特性
        4.6.5 液泛消失滞后的原因
    4.7 本章小结
第5章 流道长度对竖直窄矩形流道液泛的影响
    5.1 不同流道长度实验现象及压差特性
        5.1.1 不同实验段长度条件下实验现象
        5.1.2 不同实验段长度条件下压差特性对比
    5.2 流道长度对液泛起始点的影响
        5.2.1 流道长度为 1000mm 液泛起始点
        5.2.2 流道长度为 500mm 液泛起始点
        5.2.3 不同流道长度液泛起始点的比较
    5.3 流道长度对液泛消失点的影响
        5.3.1 实验方法
        5.3.2 实验结果
    5.4 本章小结
第6章 流道间隙对竖直窄矩形流道液泛的影响
    6.1 实验现象及压差变化分析
        6.1.1 不同流道间隙实验现象及压差特性研究
        6.1.2 压差特性研究
    6.2 流道间隙对窄矩形流道液泛起始点的影响
    6.3 流道长度对完全携带点、流向反转点的影响
    6.4 流道间隙对液泛消失点的影响
    6.5 水封实验现象研究
    6.6 本章小结
结论
参考文献
攻读博士期间发表的论文和取得的科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]U形管内蒸汽冷凝回流的实验研究[J]. 陈海燕,陈玉宙,张忠岳.  核科学与工程. 2001(03)
[2]反应堆失水事故条件下热管段内的两相流逆向流动研究[J]. 阎昌琪,孙中宁,孙立成.  核科学与工程. 2001(03)
[3]U型管内蒸汽冷凝回流压降特性的研究[J]. 陈海燕,陈玉宙,张忠岳.  核动力工程. 2001(02)
[4]竖直管内两相流逆向流动特性研究[J]. 阎昌琪,孙中宁.  核动力工程. 2001(01)
[5]压水堆冷凝回流特性的研究[J]. 陈听宽,杨鲁伟.  工程热物理学报. 2000(04)
[6]垂直管内蒸汽冷凝回流阻液分析模型的研究[J]. 陈海燕,陈玉宙,张忠岳.  核动力工程. 1999(03)
[7]厚液膜──冷凝回流中的一种特殊现象[J]. 杨鲁伟,陈听宽,徐进良,胡志宏,张旭.  工程热物理学报. 1998(04)
[8]复杂管路中的淹没问题研究[J]. 阎昌琪，孙中宁，黄渭堂.  核科学与工程. 1997(03)
[9]垂直管内气液两相逆向流动中界面波特性及液泛现象研究[J]. 李广军,郭烈锦,陈学俊.  西安交通大学学报. 1997(05)
[10]核电厂事故冷却下逆向流的数值模拟[J]. 杨志林.  核动力工程. 1995(06)



本文编号：3681845