液態(tài)金屬作為堆芯冷卻劑被廣泛應(yīng)用在快中子核反應(yīng)堆和加速器次臨界核反應(yīng)堆中,本文主要研究液態(tài)金屬流體的湍流流動(dòng)換熱特性。通過(guò)大渦數(shù)值模擬方法,對(duì)液態(tài)金屬流體在環(huán)形管道內(nèi)的流動(dòng)換熱進(jìn)行數(shù)值模擬,獲得湍流傳熱過(guò)程中的平均溫度、脈動(dòng)溫度、湍流熱通量及湍流普朗特?cái)?shù)Prt等物理量。并與普通流體(分子普朗特?cái)?shù)為Pr=1.0.Pr=0.4)的湍流流動(dòng)換熱進(jìn)行對(duì)比,研究液態(tài)金屬流體(分子普朗特?cái)?shù)為Pr=0.026.Pr=0.01)的湍流流動(dòng)換熱特性。 由于液態(tài)金屬流體的低分子普朗特?cái)?shù),液態(tài)金屬在湍流流動(dòng)換熱中,分子熱傳導(dǎo)在流動(dòng)換熱中占主導(dǎo)地位,湍流傳熱的作用十分��；且在靠近壁面的無(wú)量綱溫度曲線分布會(huì)出現(xiàn)線性區(qū)延長(zhǎng)、對(duì)數(shù)區(qū)消失的現(xiàn)象。與普通流體相比,液態(tài)金屬流體的溫度脈動(dòng)、湍流熱通量變小且趨于平緩。在液態(tài)金屬的流動(dòng)換熱過(guò)程中,隨著雷諾數(shù)的減小,其無(wú)量綱溫度曲線分布的線性區(qū)會(huì)擴(kuò)大：而其溫度脈動(dòng)僅僅是數(shù)值上變小,峰值位置不變。此外,隨著液態(tài)金屬的雷諾數(shù)的變小,液態(tài)金屬的湍流熱通量曲線分布變小且趨于平緩。 不同于普通流體的湍流普朗特?cái)?shù)在1附近,液態(tài)金屬的湍流普朗克大于1,且液態(tài)金屬的湍流普朗特?cái)?shù)對(duì)其分子普朗特?cái)?shù)...

【文章頁(yè)數(shù)】：66 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖2.2在不同兩套網(wǎng)格的大潤(rùn)數(shù)值模擬的近壁面速度場(chǎng)分布

下圖圖2.2為兩套網(wǎng)格的大禍模擬的速度在近壁面分布曲線，圖2.2中[/+為使用摩擦速度11^對(duì)流向方向進(jìn)行無(wú)量綱化的無(wú)量綱速度：=y+為距離環(huán)形管道內(nèi)壁面的無(wú)量綱化距離y+=，/，這里y'為數(shù)值模擬計(jì)算區(qū)域的節(jié)點(diǎn)到環(huán)形內(nèi)壁面的距離，V為流體運(yùn)動(dòng)粘度。圖2.2中，粗網(wǎng)格（Coa....

圖3.1不同分子普朗特?cái)?shù)Pr流體無(wú)量綱化平均溫度0+線性區(qū)的分布

液態(tài)金屬的分子普朗特?cái)?shù)Pr較小，這導(dǎo)致液態(tài)金屬在瑞流流動(dòng)中的傳熱普通流體不大一樣。為研究液態(tài)金屬的瑞流傳熱特性，本節(jié)將通過(guò)與普通作比較，來(lái)研宄液態(tài)金屬的瑞流流動(dòng)傳熱特性。下面將Pr=0.01、Pr=0.0態(tài)鈉金屬和液態(tài)鉛秘合金）的流體與普通流體（取Pr=0.4、Pr=....

圖3.2不同分子普朗特?cái)?shù)Pr流體無(wú)量綱化平均溫度0+隨著3；+分布

圖3.2不同分子普朗特?cái)?shù)Pr流體無(wú)量綱化平均溫度0+隨著3；+分布圖3.2給出了液態(tài)金屬與普通流體的溫度0+隨y+分布，圖3.2中橫坐標(biāo)y+為對(duì)數(shù)軸。對(duì)于普通流體，首先在最靠近壁面的近壁面區(qū)域中線性增長(zhǎng)；在y+=25左右，其溫度開(kāi)始進(jìn)入到對(duì)數(shù)區(qū)域。對(duì)于液態(tài)金屬，由圖3.1....

圖3.5不同分子普朗特?cái)?shù)Pr流體的無(wú)量綱化徑向熱通量[/廣0'+隨y+分布

圖3.4、圖3.5分別給出了普通流體和液態(tài)金屬流體的無(wú)量綱化流向端流熱通量[/廣0'+、徑向端流熱通量[；丨+0'+隨著y+的分布。圖3.4中，普通流體的Z方向的瑞流熱通量{；丨+0'+，對(duì)分子普朗特?cái)?shù)為Pr=1.0的流體，于y+=17,達(dá)到其峰值：12.5;對(duì)Pr=0.4....

本文編號(hào)：3942192