核反应堆稳压器旋流喷嘴的设计方法研究
发布时间：2022-12-18 15:17
稳压器是核电厂反应堆冷却剂系统最重要的部件之一,其主要功能是通过冷却稳压器上部蒸汽空间以及加热饱和水进行压力调节,达到对反应堆冷却剂系统进行压力控制。当反应堆冷却剂系统压力升高时,稳压器通过上部设有的喷嘴对来自管道内的冷却水进行雾化,从而进行降温和降压。喷嘴是稳压器的关键部件,一般采用旋流式结构,其工作特点为大流量、低压降,喷嘴的雾化效果决定了反应堆冷却剂系统压力控制的动态品质。核反应堆稳压器雾化性能的研究,对实现我国核电厂设备的自主化设计,提升核电厂稳压器设计水平,具有重要的工程实用价值。本文基于喷嘴的雾化性能,从理论设计、数值模拟与实验验证三个方面对核电厂稳压器喷嘴的结构设计方法进行了系统研究。通过对喷嘴结构进行理论设计,特别探究了不同结构对喷嘴内外部流场的影响情况,初步得到喷嘴的结构尺寸,然后通过三维数值仿真,模拟计算了喷嘴的流量及压降特性,以及喷嘴的雾化性能,在此基础上进一步对设计出的典型旋流喷嘴开展实验验证,包括喷雾角试验、压降和流量试验等,探究CFD方法应用于喷嘴设计的适用性,并最终提出了一种用于核电厂稳压器的大槽深旋水芯的旋流喷嘴设计方法。通过本课题研究,获得了大流量、低...
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题的来源及意义
1.1.1 课题的来源
1.1.2 课题的背景
1.1.3 课题的目标
1.2 旋流喷嘴性能的国内外研究现状
1.3 课题研究技术路线
第二章 稳压器喷嘴的结构设计理论和方法
2.1 喷嘴的功能与类型
2.1.1 喷嘴的功能
2.1.2 喷嘴的类型
2.2 喷嘴的结构
2.3 喷嘴设计的理论
2.3.1 离心式喷嘴的最大流量理论
2.3.2 离心式喷嘴的动量方程法
2.3.3 离心式喷嘴的经验系数法
2.4 喷嘴的工程设计
2.5 喷嘴的校核计算
2.6 喷嘴的喷雾质量估算
2.7 本章小结
第三章 稳压器喷嘴雾化性能的数值模拟方法
3.1 流体动力学的控制方程
3.1.1 质量守恒方程
3.1.2 动量守恒方程
3.2 多项流计算方法
3.2.1 VOF方法
3.2.2 湍流模型
3.3 喷嘴的物理模型及边界条件
3.3.1 物理模型
3.3.2 网格划分及计算边界条件
3.4 本章小结
第四章 稳压器喷嘴内流场数值计算结果与分析
4.1 内流场特性
4.1.1 速度场分析
4.1.2 压力场分析
4.1.3 喷雾角分析
4.2 流量与压降分析
4.3 旋水芯结构分析
4.3.1 旋水芯槽深分析
4.3.2 旋水芯槽数分析
4.4 本章小结
第五章 稳压器喷嘴实验研究
5.1 实验系统介绍
5.2 喷嘴设计及加工
5.3 实验设计
5.3.1 流量与压降特性试验
5.3.2 喷雾角试验
5.3.3 喷雾液滴试验
5.4 试验结果与分析
5.4.1 流量特性试验
5.4.2 喷雾角试验
5.4.3 喷雾液滴试验
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间获得的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]喷口长度对离心喷嘴雾化特性的影响[J]. 杨立军,葛明和,张向阳,张振鹏. 推进技术. 2005(03)
[2]离心式喷嘴内气液两相流动的数值模拟[J]. 岳明,徐行,杨茂林. 工程热物理学报. 2003(05)
[3]一种旋流式喷嘴的实验和数值研究[J]. 王国辉,蔡体敏,何国强,胡春波. 推进技术. 2003(01)
[4]简式旋流喷嘴的设计[J]. 姚增权,马进. 电力环境保护. 2002(03)
[5]离心喷嘴雾化特性的理论计算[J]. 周猛,庄逢辰. 推进技术. 1991(04)
[6]离心式喷嘴理论的改进[J]. 葛明龙. 宇航学报. 1981(02)
硕士论文
[1]旋流喷嘴设计计算和两相流动模拟分析[D]. 王鹏.大连理工大学 2012
[2]旋流喷嘴两相流动的数值模拟[D]. 孙美玲.大连理工大学 2013
[3]CFD在旋流喷嘴设计中的应用研究[D]. 徐刚.上海交通大学 2008
[4]旋流式喷嘴在横向流中的雾化研究[D]. 吴志合.上海交通大学 2009
本文编号：3722284
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题的来源及意义
1.1.1 课题的来源
1.1.2 课题的背景
1.1.3 课题的目标
1.2 旋流喷嘴性能的国内外研究现状
1.3 课题研究技术路线
第二章 稳压器喷嘴的结构设计理论和方法
2.1 喷嘴的功能与类型
2.1.1 喷嘴的功能
2.1.2 喷嘴的类型
2.2 喷嘴的结构
2.3 喷嘴设计的理论
2.3.1 离心式喷嘴的最大流量理论
2.3.2 离心式喷嘴的动量方程法
2.3.3 离心式喷嘴的经验系数法
2.4 喷嘴的工程设计
2.5 喷嘴的校核计算
2.6 喷嘴的喷雾质量估算
2.7 本章小结
第三章 稳压器喷嘴雾化性能的数值模拟方法
3.1 流体动力学的控制方程
3.1.1 质量守恒方程
3.1.2 动量守恒方程
3.2 多项流计算方法
3.2.1 VOF方法
3.2.2 湍流模型
3.3 喷嘴的物理模型及边界条件
3.3.1 物理模型
3.3.2 网格划分及计算边界条件
3.4 本章小结
第四章 稳压器喷嘴内流场数值计算结果与分析
4.1 内流场特性
4.1.1 速度场分析
4.1.2 压力场分析
4.1.3 喷雾角分析
4.2 流量与压降分析
4.3 旋水芯结构分析
4.3.1 旋水芯槽深分析
4.3.2 旋水芯槽数分析
4.4 本章小结
第五章 稳压器喷嘴实验研究
5.1 实验系统介绍
5.2 喷嘴设计及加工
5.3 实验设计
5.3.1 流量与压降特性试验
5.3.2 喷雾角试验
5.3.3 喷雾液滴试验
5.4 试验结果与分析
5.4.1 流量特性试验
5.4.2 喷雾角试验
5.4.3 喷雾液滴试验
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间获得的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]喷口长度对离心喷嘴雾化特性的影响[J]. 杨立军,葛明和,张向阳,张振鹏. 推进技术. 2005(03)
[2]离心式喷嘴内气液两相流动的数值模拟[J]. 岳明,徐行,杨茂林. 工程热物理学报. 2003(05)
[3]一种旋流式喷嘴的实验和数值研究[J]. 王国辉,蔡体敏,何国强,胡春波. 推进技术. 2003(01)
[4]简式旋流喷嘴的设计[J]. 姚增权,马进. 电力环境保护. 2002(03)
[5]离心喷嘴雾化特性的理论计算[J]. 周猛,庄逢辰. 推进技术. 1991(04)
[6]离心式喷嘴理论的改进[J]. 葛明龙. 宇航学报. 1981(02)
硕士论文
[1]旋流喷嘴设计计算和两相流动模拟分析[D]. 王鹏.大连理工大学 2012
[2]旋流喷嘴两相流动的数值模拟[D]. 孙美玲.大连理工大学 2013
[3]CFD在旋流喷嘴设计中的应用研究[D]. 徐刚.上海交通大学 2008
[4]旋流式喷嘴在横向流中的雾化研究[D]. 吴志合.上海交通大学 2009
本文编号：3722284
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/3722284.html
