流动不稳定性对沸腾临界触发机制的实验研究

发布时间：2024-02-25 12:37

　　本文以D_in=2.15 mm的带旁通小流道为对象,分别在不同液相质量流速以及不同入口水温条件下开展沸腾临界实验,结合汽泡动力学行为以及两相界面形态特征,探讨流动不稳定性对沸腾临界的触发机制。在本文工况范围内,在流动状态由稳定阶段转变为不稳定阶段后,进一步增大热流密度会触发沸腾临界,且所有沸腾临界均属于DO型沸腾临界。当液相质量流速较高时,环状流近壁液膜主要在汽芯强烈的扰动作用下迅速破裂;当入口水温较低时,近壁液膜主要由于强烈的蒸发现象迅速破裂;因此沸腾临界与流动不稳定性几乎同步被触发。本文分别通过引入受限系数(N_conf)、过冷数(N_sub)、以及Weber数(We)来反映壁面的限制作用、入口过冷度、以及惯性力与表面张力对沸腾临界的影响,建立了适用于D_in=2.15 mm带旁通小流道的CHF模型。

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

图４不同质量流速条件下的沸腾临界特性（Ａｎ＝２．１５?ｍｍ，?ＴｉｎＩｅｔ＝７０°Ｃ）??Ｆｉｇ．?４?Ｔｈｅ?ｃｒｉｔｉｃａｌ?ｂｏｉｌｉｎｇ?ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ?ｆｏｒ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｍａｓｓ?ｆｌｕｘｅｓ?（Ｘ＞ｉｎ?

０??２００??１６０?＾??Ｕ??１２０??８０??４００?８００?１２００?１６００?２０００??ｔ／ｓ??（ａ）?Ｇ＾ｌ．ＯｘｌＯ３?ｋｇ＊ｍ－２＊ｓ＿１??（ｂ）?（？，＝?１，６ｘ?１?〇３?ｋｇ．ｍ＿２．ｓ＿１??脉动起始点，沸腾临界点??Ｉ?ａ??－１０００??流，....

图５不同质量流速条件下的两相流型??（Ａｎ＝２．１５?ｍｍ，?ＴｉｎＩｅｔ＝７０ｏＣ）??Ｆｉｇ．?５?Ｔｈｅ?ｔｗｏ－ｐｈａｓｅ?ｆｌｏｗ?ｐａｔｔｅｒｎｓ?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｍａｓｓ?ｆｌｕｘｅｓ??（Ａｎ＝２．１５?ｍｍ，?ＴｉｎＩｅｔ＝７０ｏＣ）??当液相赓量流速增大Ｍ?ｌ．ＳｘｌＯ３?ｋｇ．ｍｒ２．ｓ－１??以及２．０ｘｌＱ３?

触发机制的实验研究??９７１??４期??沸腾临界，如图４（ａ）所示??ｇ＝９５?ｋＷ＊ｍ－２?殳＝１０２?ｋＷ＊ｍ＿２?＾＝１１１?ｋＷｍ－２??泡状流?环状流?环状流??（ａ）?Ｇ＾ｌ．ＯｘｌＯ３?ｋｇ＊ｍ￣２＊ｓ＿１??＾＝１５６ｋＷ＊ｍ－２?＾＝１５８?ｋＷ－ｍ－２??泡状....

图７不同入口水温条件下的两相流型（Ｄｉｎ＝２．１５?ｍｍ，Ｇｉ＝２．５ｘｌ０３?ｋｇ．ｍ－ｌｓ－１）??Ｆｉｇ．?７?Ｔｈｅ?ｔｗｏ－ｐｈａｓｅ?ｆｌｏｗ?ｐａｔｔｅｒｎｓ?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｉｎｌｅｔ?ｗａｔｅｒ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ?（Ｚ＞ｉｎ＝２．１５?ｍｍ，?Ｇｉ＝２．５ｘｌ０３?ｋｇ－ｍ—２－ｓ—１）?

陆祺等：流动不稳定性对沸腾临界触发机制的实验研究??９７３??期??弹状流?环状流?环状流??⑷?４＝６０〇０??殳＝２９０?ｋＷｍ＿２?殳＝２９７?ｋＷ．ｍ－２??搅混流?环状流??（ｂ）?＾＝７０°〇??＾＝２１２?ｋＷ＊ｍ￣２??搅混流??１？??汽芯??＝２１５?ｋＷｍ－....

图８?ＣＨＦ实验值与预测值比较结果??Ｆｉｇ．?８?Ｔｈｅ?ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ＣＨＦ?ａｎｄ??ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ?ＣＨＦ??

９７４??工程热物理学报??４１卷??０?８０?１６０?２４０?３２０?４００??＾ＣＨＦ，?ｅｘｐ??图８?ＣＨＦ实验值与预测值比较结果??Ｆｉｇ．?８?Ｔｈｅ?ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ＣＨＦ?ａｎｄ??ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ?ＣＨＦ??３....

本文编号：3910320