釷基熔鹽堆是我國(guó)重點(diǎn)開(kāi)發(fā)的第四代核反應(yīng)堆之一,但由于裂變反應(yīng)產(chǎn)生的中子俘獲截面大的Kr,Xe等裂變氣體以微氣泡的形式存在于熔鹽回路中,故對(duì)裂變氣體的在線去除是熔鹽堆提高中子經(jīng)濟(jì)性,實(shí)現(xiàn)燃料深燃耗的關(guān)鍵。為定量地獲得分離器內(nèi)氣泡的分離行為,本次研究采用理論建模、數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法,采用計(jì)算流體軟件對(duì)特殊結(jié)構(gòu)分離器進(jìn)行建模仿真,并對(duì)所得單相旋流場(chǎng)的速度場(chǎng)分布和湍流強(qiáng)度分布進(jìn)行定量數(shù)值擬合,采用粒子圖像測(cè)速PIV₂D3C方法測(cè)量氣液旋流分離器旋流腔中的液體速度場(chǎng)和湍流流場(chǎng)分布特征。同時(shí)分析氣泡在旋流場(chǎng)中的受力模型,根據(jù)曳力、虛擬質(zhì)量力、升力等建立氣泡在旋流場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)控制方程,利用數(shù)值模擬得到的速度場(chǎng)求解控制方程,并計(jì)算不同旋流數(shù)、氣泡直徑和雷諾數(shù)下氣泡的運(yùn)行軌跡和氣泡分離長(zhǎng)度,并得到臨界氣泡直徑。設(shè)計(jì)了單氣泡產(chǎn)生裝置并用高速攝像技術(shù)和圖像處理技術(shù)得到氣泡在旋流場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。通過(guò)模擬預(yù)測(cè)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比,可知數(shù)值結(jié)果和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合度良好,此方法可用于文中旋流結(jié)構(gòu)氣液分離器的優(yōu)化設(shè)計(jì),并利用數(shù)值模型分析各力對(duì)氣泡運(yùn)動(dòng)的影響作用,闡明了旋流場(chǎng)中臨界分離氣泡直徑...

【文章頁(yè)數(shù)】：108 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
符號(hào)說(shuō)明
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 旋流分離器的選擇
        1.2.2 旋流場(chǎng)流動(dòng)結(jié)構(gòu)研究
        1.2.3 氣液旋流分離器中氣芯的形成機(jī)理
        1.2.4 氣液旋流分離中氣泡運(yùn)動(dòng)機(jī)理
    1.3 研究?jī)?nèi)容與目標(biāo)
        1.3.1 試驗(yàn)方案
        1.3.2 具體研究?jī)?nèi)容
    1.4 本章小結(jié)
第二章 旋流液相速度場(chǎng)數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究
    2.1 引言
    2.2 氣液分離器物理模型
    2.3 數(shù)值計(jì)算模型
        2.3.1 湍流模型選擇
        2.3.2 模型條件
    2.4 旋流液相速度場(chǎng)模擬
        2.4.1 旋流速度場(chǎng)
        2.4.2 速度場(chǎng)數(shù)值擬合
    2.5 旋流場(chǎng)單相三維速度場(chǎng)測(cè)量
        2.5.1 PIV測(cè)速原理與裝置介紹
        2.5.2 數(shù)據(jù)獲得與后處理
    2.6 數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比
    2.7 本章小結(jié)
第三章 旋流場(chǎng)中單氣泡運(yùn)動(dòng)受力模型建立
    3.1 引言
    3.2 氣泡運(yùn)動(dòng)受力模型建立
        3.2.1 壓力梯度力
        3.2.2 曳力
        3.2.3 浮力
        3.2.4 升力
        3.2.5 虛擬質(zhì)量力
    3.3 氣泡運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)值求解
    3.4 空泡動(dòng)力學(xué)方程在氣泡受力的運(yùn)用
    3.5 本章小結(jié)
第四章 單氣泡運(yùn)動(dòng)軌跡的理論分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    4.1 旋流場(chǎng)中單氣泡的運(yùn)動(dòng)模擬結(jié)果
        4.1.1 不同氣泡直徑下氣泡運(yùn)動(dòng)的模擬軌跡和分離長(zhǎng)度
        4.1.2 不同雷諾數(shù)下氣泡運(yùn)動(dòng)的模擬軌跡和分離長(zhǎng)度
        4.1.3 不同旋流數(shù)下氣泡運(yùn)動(dòng)的模擬軌跡和分離長(zhǎng)度
    4.2 旋流場(chǎng)中單氣泡的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)
        4.2.1 氣液分離實(shí)驗(yàn)裝置
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)拍攝過(guò)程
        4.2.3 實(shí)驗(yàn)處理結(jié)果
    4.3 模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)對(duì)比
    4.4 分離模型在氣泡受力變化上的分析和利用
        4.4.1 旋流場(chǎng)中單氣泡受力變化
        4.4.2 旋流場(chǎng)中不同工況對(duì)氣泡受力的影響規(guī)律
    4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 論文總結(jié)
    5.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
    5.3 展望
第六章 參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文



本文編號(hào)：3797951