本文關鍵詞：不同相水介質中細顆粒運動特性研究

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【摘要】：水在電站中廣泛應用,在電站中被廣泛用作冷卻劑、慢化劑或者潤滑材料。在電站的運行過程中,會產(chǎn)生大量的顆粒狀產(chǎn)物,例如輻射產(chǎn)物、煙塵,對電站及環(huán)境造成巨大危害。掌握顆粒在不同相態(tài)水中的運動沉積規(guī)律,及如何減輕其危害是人們普遍關注的問題。利用Fluent軟件模擬,并編制程序WATER1.0進行計算,得到不同粒徑(001μm～50μm)顆粒在不同相水介質(水蒸氣、液態(tài)水、超臨界水及濕空氣)中的運動沉積規(guī)律。針對矩形窄通道,研究顆粒在不同相水介質中(液態(tài)水、氣態(tài)水、超臨界水)的運動沉積。顆粒不同相水介質中的運動沉積分布規(guī)律類似。軸向速度呈現(xiàn)倒“U”型分布,與流體的軸向速度分布類似。徑向速度與濃度分布近似呈現(xiàn)“M”型分布,主要受到顆粒擴散、熱泳力、湍流作用及二次流等影響。顆粒在水蒸氣中的軸向速度、徑向速度最大；而在超臨界水中的軸向速度、徑向速度最小。矩形通道中存在特有的二次流現(xiàn)象,會對其中的顆粒運動沉積造成影響,引起顆粒二次流。在管道內,次臨界蒸汽凝結形成的液膜、超臨界水冷卻形成的大密度膜會阻礙顆粒向管壁沉積。針對矩形窄通道,研究不同粒徑顆粒在水介質中的運動沉積。在不同相水介質中,不同粒徑顆粒在矩形窄通道內的運動沉積規(guī)律分布類似,其無量綱沉積速度都是呈現(xiàn)“V”型分布。這是因為小粒徑(0.01μm～1μm)顆粒主要受到湍流擴散作用；中等粒徑(1μm～5μm)顆粒主要受到湍流擴散與漩渦沖擊機制；大粒徑顆粒(5μm～50μm)主要受到粒子慣性機制。在存在溫度梯度的情況下,小粒徑顆粒的無量綱沉積速度增大；而大粒徑顆粒的無量綱沉積速度幾乎不變。針對超臨界水堆冷卻劑通道,研究腐蝕產(chǎn)物在冷卻劑通道內的運動沉積,并分析了入口溫度和燃料組件功率對腐蝕產(chǎn)物運動沉積的影響。增加入口溫度及提高燃料組件功率,可以提高腐蝕產(chǎn)物的軸向速度,降低腐蝕產(chǎn)物在冷卻劑通道內的運動時間,減少腐蝕產(chǎn)物的沉積。最后從水分子間距角度、流體物性變化角度、流場分布角度及顆粒在不同相水介質的受力角度,分析顆粒在不同相水介質中的運動沉積機理。分析了在管道不同位置顆粒所受的熱泳力、升力及曳力作用。曳力及升力主要對液態(tài)水中的顆粒起作用,而熱泳力在水蒸氣中較大。曳力影響顆粒的軸向運動,而當熱泳力大于升力時,顆粒徑向運動沉積在管壁。顆粒的運動沉積就是顆粒與水分子碰撞的結果,碰撞越激烈,顆粒從流體中得到的動量大,但是顆粒運動受到的阻力大；碰撞越不激烈,顆粒從流體中得到的動量小,但是顆粒運動收到的阻力小。顆粒的運動沉積就是顆�！肿娱g動量交換,以及顆粒運動受到阻力綜合作用的結果。
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM62

【參考文獻】

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1 王澤雷;窄通道中固液細粒子混合運動研究[D];華北電力大學;2013年

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本文編號：1182569