本文關(guān)鍵詞：搖擺窄矩形通道全尺寸回路單相自然循環(huán)的流動(dòng)與傳熱特性數(shù)值研究

  更多相關(guān)文章： 搖擺運(yùn)動(dòng) 全尺寸回路 自然循環(huán) 數(shù)值模擬

【摘要】：論文對(duì)搖擺條件下單相水的自然循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行了三維數(shù)值模擬研究,重點(diǎn)分析了搖擺條件對(duì)單相水的自然循環(huán)系統(tǒng)的流動(dòng)與傳熱特性的影響。針對(duì)去離子水為工質(zhì)的矩形通道實(shí)驗(yàn)段的全尺寸自然循環(huán)系統(tǒng)回路;采用ICEM構(gòu)建結(jié)構(gòu)化六面體網(wǎng)格;以Fluent求解器內(nèi)已封裝好的模型為基礎(chǔ),結(jié)合自定義函數(shù)接口加入海洋條件的數(shù)學(xué)模型,并對(duì)重力項(xiàng)進(jìn)行相應(yīng)處理,以此建立起海洋條件下單相水自然循環(huán)系統(tǒng)的仿真模型。分別對(duì)靜止和搖擺這兩個(gè)典型的海洋條件進(jìn)行模擬,重點(diǎn)觀察了不同工況對(duì)靜止系統(tǒng)的自然循環(huán)能力的影響,以及搖擺對(duì)系統(tǒng)的自然循環(huán)能力、阻力特性、傳熱特性的影響。從總壓降中分離出摩擦壓降,分析搖擺過程中實(shí)驗(yàn)段內(nèi)摩擦壓降、附加壓降的變化特點(diǎn),引出影響自然循環(huán)系統(tǒng)換熱能力的關(guān)鍵因素——二次流,并透過絕對(duì)渦通量表征出二次流的強(qiáng)度,并以此對(duì)二次流進(jìn)行了定量的分析,得出了搖擺條件下自然循環(huán)系統(tǒng)中質(zhì)量流速和表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)等參數(shù)波動(dòng)曲線中極值點(diǎn)出現(xiàn)延遲現(xiàn)象的主要原因。通過三維CFD模擬研究得到如下結(jié)論:(1)搖擺造成自然循環(huán)系統(tǒng)的速度、壓降、加熱壁面的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)、加熱壁面溫度、實(shí)驗(yàn)段出口溫度等參數(shù)周期性波動(dòng)。這種波動(dòng)隨著搖擺周期減小(或搖擺振幅的增大)而增大。(2)在高強(qiáng)度的搖擺作用下會(huì)使系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)回流,回流會(huì)使系統(tǒng)內(nèi)的傳熱狀況惡化,并使回路內(nèi)流體的流動(dòng)及傳熱特性變得更加復(fù)雜,以往的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式已不再適用。(3)高強(qiáng)度的搖擺作用引起的回流會(huì)使系統(tǒng)加熱段內(nèi)的流體在較低的加熱功率下達(dá)到飽和,這種單相狀態(tài)在高強(qiáng)度的搖擺作用下必將過渡到兩相的狀態(tài)。(4)搖擺作用引起流道內(nèi)的二次流急劇增強(qiáng),二次流是造成系統(tǒng)的循環(huán)速度、加熱面的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)等參數(shù)的極值點(diǎn)出現(xiàn)延遲現(xiàn)象的主要原因。(5)搖擺作用對(duì)自然循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)能力的影響分為兩個(gè)方面:一方面是搖擺使系統(tǒng)回路發(fā)生傾斜,改變了系統(tǒng)的有效高差,進(jìn)而改變系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)壓頭;另一方面是搖擺產(chǎn)生的附加慣性力影響自然循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)流體的流動(dòng);本文經(jīng)定量分析之后發(fā)現(xiàn)在高強(qiáng)度的搖擺條件下后者的作用遠(yuǎn)大于前者。
【關(guān)鍵詞】：搖擺運(yùn)動(dòng) 全尺寸回路 自然循環(huán) 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK124
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 引言8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-12
• 1.3 目前存在的不足之處12-13
• 1.4 研究目標(biāo)13-14
• 2 海洋條件下自然循環(huán)系統(tǒng)的數(shù)理模型14-30
• 2.1 研究對(duì)象14
• 2.2 模型簡(jiǎn)化及模擬計(jì)算假設(shè)14-15
• 2.3 幾何模型的建立和網(wǎng)格的繪制15-19
• 2.3.1 幾何模型介紹15-16
• 2.3.2 網(wǎng)格的選擇16-17
• 2.3.3 網(wǎng)格的繪制17-19
• 2.4 求解器的設(shè)置19-23
• 2.4.1 物性參數(shù)設(shè)置19-20
• 2.4.2 湍流模型20-21
• 2.4.3 近壁模型21-23
• 2.4.4 邊界及初始條件23
• 2.4.5 求解控制23
• 2.5 海洋條件的數(shù)學(xué)模型23-25
• 2.5.1 海洋條件的數(shù)學(xué)描述23-25
• 2.5.2 附加慣性力項(xiàng)的處理25
• 2.5.3 重力項(xiàng)處理25
• 2.6 模型的驗(yàn)證25-29
• 2.6.1 概述25-26
• 2.6.2 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性分析26-27
• 2.6.3 與系統(tǒng)程序模擬的對(duì)比27-28
• 2.6.4 海洋條件的數(shù)學(xué)模型驗(yàn)證28-29
• 2.7 本章小結(jié)29-30
• 3 搖擺對(duì)自然循環(huán)流動(dòng)特性影響30-54
• 3.1 工況參數(shù)對(duì)靜止單相水自然循環(huán)系統(tǒng)質(zhì)量流速的影響30-36
• 3.1.1 質(zhì)量流率的捕捉30-33
• 3.1.2 加熱功率對(duì)系統(tǒng)循環(huán)能力的影響33-35
• 3.1.3 壓力對(duì)系統(tǒng)循環(huán)能力的影響35
• 3.1.4 入口過冷度對(duì)系統(tǒng)循環(huán)能力的影響35-36
• 3.2 搖擺對(duì)單相水自然循環(huán)質(zhì)量流率的影響36-39
• 3.2.1 搖擺周期對(duì)系統(tǒng)循環(huán)能力的影響36-37
• 3.2.2 搖擺振幅對(duì)系統(tǒng)循環(huán)能力的影響37-39
• 3.3 搖擺對(duì)單相水自然循環(huán)系統(tǒng)壓降特性影響39-48
• 3.3.1 搖擺工況下實(shí)驗(yàn)段內(nèi)壓降的組成39-41
• 3.3.2 搖擺對(duì)實(shí)驗(yàn)段壓降的影響分析41-48
• 3.4 搖擺對(duì)單相水自然循環(huán)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)力的影響48-51
• 3.5 本章小結(jié)51-54
• 4 搖擺對(duì)自然循環(huán)系統(tǒng)傳熱特性影響54-75
• 4.1 搖擺條件對(duì)壁面溫度的影響54-55
• 4.2 搖擺對(duì)矩形流道內(nèi)截面溫度分布的影響55-57
• 4.3 搖擺條件對(duì)出口溫度影響57-64
• 4.4 搖擺對(duì)自然循環(huán)傳熱特性影響機(jī)理分析64-72
• 4.4.1 通道內(nèi)二次流強(qiáng)度的描述64-69
• 4.4.2 通道內(nèi)二次流換熱機(jī)理分析69-72
• 4.5 本章小結(jié)72-75
• 5 主要結(jié)論與建議75-77
• 5.1 主要結(jié)論及創(chuàng)新點(diǎn)75-76
• 5.2 進(jìn)一步工作與建議76-77
• 致謝77-79
• 參考文獻(xiàn)79-80

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1 徐濟(jì)捚,楊燕華,匡波,姚偉,張榮華,佟立麗;兩相自然循環(huán)非能動(dòng)系統(tǒng)靜態(tài)分岔特性和參數(shù)效應(yīng)研究[J];核科學(xué)與工程;2001年01期

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3 楊曉斌;黃洪文;段世林;米向秒;張百甫;周珊;;板狀元件堆芯自然循環(huán)冷卻能力計(jì)算程序開發(fā)[A];第五屆反應(yīng)堆物理與核材料學(xué)術(shù)研討會(huì)、第二屆核能軟件自主化研討會(huì)會(huì)議摘要集[C];2011年

4 黃洪文;劉漢剛;楊曉斌;錢達(dá)志;徐顯啟;黃文;張e

本文編號(hào)：817402