【摘要】：自吸式文丘里水洗器是安全殼過(guò)濾排放系統(tǒng)的核心裝置,在反應(yīng)堆發(fā)生嚴(yán)重事故時(shí),對(duì)放射性氣體和氣溶膠進(jìn)行過(guò)濾,防止對(duì)環(huán)境和人員造成放射性危害。本文以核電廠嚴(yán)重事故下的安全殼過(guò)濾排放為背景,對(duì)自吸式文丘里水洗器的液相分布特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和理論分析。自吸式文丘里水洗器的過(guò)濾效率與內(nèi)部的液相分布是密不可分的,液相分布主要包括液相引射量、液膜流量和霧化液滴尺寸三個(gè)方面。引射量直接決定了進(jìn)入文丘里水洗器中液相水的多少,是影響文丘里水洗器過(guò)濾效率的重要因素;引射水在被霧化后有一部分在擴(kuò)張段以環(huán)狀液膜的形式向上流動(dòng),這部分份額不可忽略,環(huán)狀液膜由于相對(duì)表面積較小,除雜效率低,不利于文丘里水洗器過(guò)濾效率的提高。此外,液滴尺寸還是不可忽略的一個(gè)因素,充分的霧化能夠產(chǎn)生大量的小尺寸液滴,為去除放射性物質(zhì)提供充足的表面積,進(jìn)而提高過(guò)濾效率。本文對(duì)自吸式文丘里水洗器的引射特性進(jìn)行研究,探討了不同工作條件(喉部氣速、淹沒(méi)深度)和6種不同的引射管布置方式下的引射性能差異,其中以中心直管和中心彎管配置在引射量上具有較大的優(yōu)勢(shì),傳統(tǒng)文丘里水洗器使用的壁面開(kāi)孔式布置方式在引射量上不占優(yōu)勢(shì);研究了自吸式文丘里水洗器的液膜流量變化規(guī)律,探討不同工作條件(喉部氣速、淹沒(méi)深度)下的液膜流量、液膜份額變化規(guī)律,實(shí)驗(yàn)在不同工況下對(duì)直管和彎管的性能進(jìn)行了比較,研究發(fā)現(xiàn)彎管中心配置具有更高的液膜流量和液膜份額,彎管中心配置的液膜份額變化范圍是35%-49%,直管中心配置的液膜份額變化范圍是26%-40%;通過(guò)對(duì)文丘里水洗器出口處的液滴進(jìn)行測(cè)量,得到了液滴尺寸分布規(guī)律和液滴Sauter平均直徑。喉部氣速是決定霧化水平的重要因素,喉部氣速越大,霧化越充分�；趯�(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了RR分布模型和NT模型在預(yù)測(cè)液滴尺寸分布和平均直徑上的適用性。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的引射量、液膜流量和液滴尺寸的變化規(guī)律,有助于深入了解文丘里水洗器的工作性能和霧化機(jī)理,也驗(yàn)證了自吸式文丘里水洗器液相分布測(cè)量系統(tǒng)的有效性,研究為進(jìn)一步的自吸式文丘里水洗器結(jié)構(gòu)優(yōu)化及工程實(shí)際應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。
【圖文】：

圖 1.1 安全殼1.2 自吸式文丘里水洗器的工作原文丘里水洗器的種類眾多，按照引射動(dòng)射式文丘里水洗器和自吸式文丘里水洗器。動(dòng)力，其引射水量可直接通過(guò)調(diào)節(jié)水泵的功水洗器對(duì)于外部電源的依賴性比較大，需要故導(dǎo)致文丘里過(guò)濾排放系統(tǒng)不能工作。自吸力來(lái)源于內(nèi)部空氣流動(dòng)產(chǎn)生的負(fù)壓和重力水常運(yùn)轉(zhuǎn)，符合第四代核電站的非能動(dòng)安全設(shè)按照不同的文丘里結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可將文丘式文丘里水洗器。兩種文丘里水洗器的結(jié)構(gòu)圖 1.2a 所示為一體式文丘里水洗器，由部通過(guò)法蘭與氣體管路相連接，喉管段壁面

射水在氣體的剪切力作用下霧化成眾多小液滴，這些小液滴隨著空氣流動(dòng)彌散和擴(kuò)張段，為去除氣體中的雜質(zhì)提供了充足的表面積。并非所用的液相以霧化式存在，還有一部分液滴在隨著氣流流動(dòng)的過(guò)程中會(huì)附著在喉管段末端和擴(kuò)張上，形成連續(xù)流動(dòng)的液膜。與霧化液滴相比，液膜相對(duì)表面積較小，其除塵效。.2b 所示為分體式文丘里水洗器，與一體式文丘里水洗器相比，這種文丘里水洗段前端嵌套著一個(gè)錐形噴嘴，其工作原理與噴射器極為相似。氣流在錐形噴嘴動(dòng)，并在噴嘴出口處達(dá)到最大氣速。噴嘴出口處的負(fù)壓和水的重力水頭為液相動(dòng)力，水以液膜的形式引射進(jìn)來(lái)，由于液膜與空氣之間存在著較大的速度梯度，切力的作用下霧化成液滴。與一體式文丘里水洗器相比，分體式文丘里水洗器式上有很大區(qū)別，，分體式文丘里水洗器中水以液膜的形式向上流動(dòng)，液膜流動(dòng)體流動(dòng)方向相同，靠近中心的液膜會(huì)最先被霧化，液膜整體霧化效果較低，而式文丘里水洗器，存在著液相速度和氣相速度相互垂直的交叉流動(dòng)，這種交叉比較充分的實(shí)現(xiàn)液相的霧化。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TL364.3;TM623

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