核主泵是核電站里最關(guān)鍵的核動(dòng)力設(shè)備之一,其功能是在系統(tǒng)充水時(shí)趕氣,在開堆前循環(huán)升溫,在正常運(yùn)行時(shí)確保一回路冷卻劑循環(huán)以冷卻堆芯,在事故工況下阻止核事故擴(kuò)大等。核主泵長(zhǎng)期穩(wěn)定安全可靠的運(yùn)行對(duì)冷卻劑輸送、堆芯冷卻、熱量排出及防止核電站事故發(fā)生等極為重要。本文主要工作是圍繞對(duì)各種事故工況下氣-汽-液多相混合物的瞬態(tài)流動(dòng)變化規(guī)律進(jìn)行數(shù)值模擬,并利用五孔探針、壓力脈動(dòng)探針及振動(dòng)儀器等對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)研究。主要研究工作和創(chuàng)造性成果有：1.為了確保核主泵在變流量工況下可靠運(yùn)行,采用數(shù)值模擬與試驗(yàn)相結(jié)合的方法對(duì)核主泵在瞬變工況下,不同葉片數(shù)與導(dǎo)葉片數(shù)及不同分流葉片進(jìn)口直徑的葉輪動(dòng)力特性進(jìn)行研究,結(jié)果表明：在變流量過程中,當(dāng)葉片數(shù)為5片、導(dǎo)葉片為11片時(shí),葉輪承受的徑向力最小。分流葉片進(jìn)口直徑為0.72D2時(shí),壓力脈動(dòng)在各工況下運(yùn)行最小。2.針對(duì)核主泵在實(shí)際運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)流量瞬變問題,先對(duì)核主泵在單相變流量過渡過程時(shí)內(nèi)部水動(dòng)特性進(jìn)行研究,再分別對(duì)流量不變、含氣量增加,含氣量不變、流量增加及流量與含氣量同時(shí)變化過渡過程下,對(duì)核主泵內(nèi)部的氣液兩相瞬變流動(dòng)規(guī)律進(jìn)行深入的研究,得到了不同瞬變過渡過程中核主泵氣液兩相流... 

【文章來源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：217 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號(hào)表
第一章 緒論
    1.1 課題研究的目的和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
第二章 核主泵水力部件設(shè)計(jì)及三維建模
    2.1 核主泵簡(jiǎn)介
    2.2 水力部件設(shè)計(jì)方法
    2.3 葉輪設(shè)計(jì)
    2.4 導(dǎo)葉設(shè)計(jì)
    2.5 泵殼設(shè)計(jì)
    2.6 網(wǎng)格劃分與網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證
    2.7 本章小結(jié)
第三章 數(shù)值計(jì)算方法及邊界條件
    3.1 概述
    3.2 紊流模型對(duì)核主泵空化計(jì)算的影響
    3.3 壁面函數(shù)
    3.4 兩相流模型選擇
    3.5 邊界條件
    3.6 監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選取
    3.7 本章小結(jié)
第四章 瞬變工況下核主泵的優(yōu)化
    4.1 變流量工況下葉片數(shù)對(duì)核主泵徑向力影響
        4.1.1 葉片數(shù)對(duì)葉輪徑向力影響
        4.1.2 葉片數(shù)對(duì)導(dǎo)葉徑向力影響
        4.1.3 導(dǎo)葉片數(shù)對(duì)葉輪徑向力影響
        4.1.4 導(dǎo)葉片數(shù)對(duì)導(dǎo)葉徑向力影響
    4.2 帶分流葉片葉輪對(duì)核主泵動(dòng)力特性影響
        4.2.1 計(jì)算模型
        4.2.2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選取
        4.2.3 壓力脈動(dòng)時(shí)域分析
        4.2.4 壓力脈動(dòng)頻域分析
    4.3 葉片數(shù)對(duì)核主泵水力性能影響試驗(yàn)
    4.4 本章小結(jié)
第五章 事故工況下核主泵內(nèi)部流場(chǎng)瞬態(tài)流動(dòng)特性研究
    5.1 變工況過渡過程瞬態(tài)動(dòng)力特性研究
        5.1.1 瞬態(tài)葉片載荷變化
        5.1.2 葉輪內(nèi)瞬態(tài)徑向力變化
        5.1.3 導(dǎo)葉內(nèi)瞬態(tài)徑向力變化
        5.1.4 蝸殼內(nèi)瞬態(tài)徑向力變化
        5.1.5 葉輪上瞬態(tài)軸向力變化
    5.2 變流量過渡過程瞬態(tài)水力特性研究
        5.2.1 葉輪流道內(nèi)瞬態(tài)壓力變化
        5.2.2 導(dǎo)葉流道內(nèi)瞬態(tài)壓力變化
        5.2.3 葉輪流道內(nèi)瞬態(tài)速度變化
        5.2.4 導(dǎo)葉流道內(nèi)瞬態(tài)速度變化
    5.3 斷電惰轉(zhuǎn)過渡過程瞬態(tài)水力特性研究
        5.3.1 葉輪流道內(nèi)瞬態(tài)壓力變化
        5.3.2 導(dǎo)葉流道內(nèi)瞬態(tài)壓力變化
        5.3.3 葉輪流道內(nèi)瞬態(tài)速度變化
        5.3.4 泵體內(nèi)瞬態(tài)速度變化
        5.3.5 葉輪流道內(nèi)瞬態(tài)渦量變化
        5.3.6 泵體內(nèi)瞬態(tài)渦量變化
        5.3.7 停機(jī)過渡過程瞬態(tài)葉輪徑向力變化
        5.3.8 停機(jī)過渡過程瞬態(tài)徑向力矢量變化
    5.4 變流量與惰轉(zhuǎn)試驗(yàn)
    5.5 本章小結(jié)
第六章 事故工況下氣(汽)液兩相瞬態(tài)流動(dòng)特性研究
    6.1 隱性空化過渡過程瞬變流動(dòng)特性研究
        6.1.1 葉片表面汽相變化過程
        6.1.2 葉輪流道內(nèi)汽體體積分?jǐn)?shù)變化過程
        6.1.3 葉輪流道內(nèi)速度變化過程
        6.1.4 葉輪流道內(nèi)渦量變化過程
        6.1.5 葉輪上瞬態(tài)徑向力變化過程
    6.2 瞬變空化水動(dòng)力特性研究
        6.2.1 不同空化工況下葉輪內(nèi)部汽體體積分?jǐn)?shù)分布
        6.2.2 汽體體積分?jǐn)?shù)與進(jìn)口壓力間的變化規(guī)律
        6.2.3 基于小波變換的揚(yáng)程變化規(guī)律分析
        6.2.4 空化動(dòng)力特性分析
    6.3 變流量與含氣量對(duì)瞬態(tài)流動(dòng)特性影響
        6.3.1 基本假設(shè)
        6.3.2 含氣量變化對(duì)氣液兩相流動(dòng)影響
        6.3.3 流量與含氣量變化對(duì)氣液兩相流動(dòng)影響
        6.3.4 流量變化對(duì)葉輪內(nèi)氣體體積分?jǐn)?shù)影響
        6.3.5 流量變化對(duì)導(dǎo)葉內(nèi)氣體體積分?jǐn)?shù)影響
        6.3.6 流量變化對(duì)蝸殼內(nèi)氣體體積分?jǐn)?shù)影響
        6.3.7 流量變化對(duì)葉輪內(nèi)壓力的影響
        6.3.8 流量變化對(duì)導(dǎo)葉內(nèi)壓力的影響
        6.3.9 流量變化對(duì)蝸殼內(nèi)壓力的影響
    6.4 變流量對(duì)瞬態(tài)流動(dòng)特性研究
        6.4.1 向大流量過渡時(shí)氣液兩相流動(dòng)分布
        6.4.2 向小流量過渡時(shí)氣液兩相流動(dòng)分布
        6.4.3 變流量時(shí)葉輪氣體體積分?jǐn)?shù)變化分析
        6.4.4 變流量時(shí)導(dǎo)葉內(nèi)氣體體積分?jǐn)?shù)變化分析
        6.4.5 變流量時(shí)葉輪內(nèi)速度變化分析
        6.4.6 變流量時(shí)導(dǎo)葉內(nèi)速度變化分析
    6.5 斷電停機(jī)過渡過程氣液兩相流動(dòng)特性研究
        6.5.1 斷電停機(jī)工況下葉輪內(nèi)部氣體體積分?jǐn)?shù)分布
        6.5.2 葉輪內(nèi)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的氣體體積分?jǐn)?shù)變化規(guī)律
        6.5.3 葉輪內(nèi)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的速度變化規(guī)律
        6.5.4 斷電停機(jī)工況下葉輪徑向力變化規(guī)律
        6.5.5 葉輪流道內(nèi)的氣體體積分?jǐn)?shù)與速度變化規(guī)律
    6.6 空化與氣液兩相流試驗(yàn)
    6.7 本章小結(jié)
第七章 事故工況下氣-汽-液多相瞬態(tài)流動(dòng)特性研究
    7.1 失水事故工況下含氣量對(duì)空化性能影響研究
        7.1.1 不同空化工況下葉輪內(nèi)部氣體體積分?jǐn)?shù)分布
        7.1.2 氣體體積分?jǐn)?shù)與進(jìn)口壓力間的變化規(guī)律
        7.1.3 葉輪流道內(nèi)各相體積分?jǐn)?shù)分布
        7.1.4 葉輪流道內(nèi)各相速度變化規(guī)律
    7.2 失水氣液兩相混合事故時(shí)空化斷裂工況瞬態(tài)流動(dòng)特性研究
        7.2.1 基本假設(shè)與邊界條件
        7.2.2 葉片表面流動(dòng)軌跡變化規(guī)律
        7.2.3 不同空化工況葉片表面流動(dòng)軌跡變化規(guī)律
        7.2.4 葉輪周向汽體體積分?jǐn)?shù)變化規(guī)律
        7.2.5 葉輪周向速度變化規(guī)律
        7.2.6 葉輪流道內(nèi)壓力變化規(guī)律
        7.2.7 導(dǎo)葉流道內(nèi)汽相與氣相變化規(guī)律
    7.3 空化與氣液兩相流相互影響試驗(yàn)
    7.4 本章小結(jié)
第八章 事故工況下核主泵氣(汽)液兩相流固耦合研究
    8.1 基于流固耦合的核主泵空化動(dòng)力特性研究
        8.1.1 物理性能
        8.1.2 邊界條件
        8.1.3 葉輪流道內(nèi)氣體體積變化
        8.1.4 葉輪內(nèi)汽體體積分?jǐn)?shù)變化曲線
        8.1.5 不同空化工況下氣體體積變化
        8.1.6 不同空化工況下流固耦合對(duì)徑向力影響
    8.2 氣液兩相混合工況下流固耦合模態(tài)分析
        8.2.1 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證
        8.2.2 計(jì)算方法及邊界條件
        8.2.3 不同含氣量時(shí)葉片表面氣相分布
        8.2.4 核主泵葉輪最大變形量
        8.2.5 不同含氣量時(shí)核主泵葉輪各階固有頻率與振型
        8.2.6 不同含氣量時(shí)核主泵葉輪各階最大位移及差異
    8.3 本章小結(jié)
第九章 總結(jié)與展望
    9.1 研究總結(jié)
    9.2 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者攻讀博士學(xué)位期間承擔(dān)的科研項(xiàng)目和取得的科研成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]三種空化模型在離心泵空化流計(jì)算中的應(yīng)用評(píng)價(jià)[J]. 劉厚林,劉東喜,王勇,吳賢芳,莊宿國(guó).  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2012(16)
[3]離心泵氣液固多相流動(dòng)數(shù)值模擬與試驗(yàn)[J]. 付強(qiáng),袁壽其,朱榮生,陳景俊,王秀禮.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2012(14)
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碩士論文
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本文編號(hào)：3316404