螺旋管式蒸汽發(fā)生器因具有傳熱高效、結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點(diǎn)在傳熱傳質(zhì)領(lǐng)域備受關(guān)注。特殊的幾何彎曲結(jié)構(gòu)使螺旋管內(nèi)流動(dòng)受到重力、離心力和科氏力的共同影響,與直管相比,在管內(nèi)發(fā)生著獨(dú)特的二次流動(dòng)和汽液分離現(xiàn)象。沸騰條件下管內(nèi)含汽率不斷增加使管內(nèi)流動(dòng)更為復(fù)雜,且螺旋管內(nèi)摩擦壓降遠(yuǎn)大于直管,往往造成較大的流動(dòng)損失。因此十分有必要對(duì)螺旋管內(nèi)流動(dòng)與傳熱過程進(jìn)行研究。本文以SMART蒸汽發(fā)生器實(shí)驗(yàn)研究中的螺旋管為研究對(duì)象建立單根螺旋管模型。研究管內(nèi)單相強(qiáng)制對(duì)流區(qū)和核態(tài)沸騰區(qū)的流動(dòng)與傳熱特性,通過對(duì)溫度、速度和壓力的軸向與徑向分布進(jìn)行分析,得到幾何參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)對(duì)傳熱、壓降和二次流動(dòng)的影響規(guī)律。通過對(duì)冷態(tài)汽液混合流動(dòng)進(jìn)行模擬得到無相變條件下汽液兩相流動(dòng)的壓降特性曲線,同時(shí)發(fā)現(xiàn)冷態(tài)二次流動(dòng)對(duì)兩相分布的影響機(jī)制,得到不同質(zhì)量含汽率、曲率和扭率下汽液分布和壓力場(chǎng)的變化規(guī)律。研究表明:通過選用歐拉兩流體模型和RSM湍流模型能夠?qū)β菪軆?nèi)二次流動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行準(zhǔn)確捕捉,結(jié)合使用非平衡的過冷沸騰模型可對(duì)核態(tài)沸騰區(qū)的流動(dòng)與傳熱現(xiàn)象進(jìn)行準(zhǔn)確模擬。在單相對(duì)流區(qū),隨著Re數(shù)的增加,摩擦因子減小、Nu數(shù)增加。速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)呈C形分布,對(duì)稱渦... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 研究目的及意義
        1.2.1 研究目的
        1.2.2 研究意義
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 螺旋管內(nèi)沸騰傳熱特性研究現(xiàn)狀
        1.3.2 螺旋管內(nèi)兩相壓降特性研究現(xiàn)狀
        1.3.3 螺旋管內(nèi)二次流動(dòng)研究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究?jī)?nèi)容
第2章 螺旋管內(nèi)流動(dòng)與傳熱理論模型
    2.1 螺旋管蒸汽發(fā)生器運(yùn)行原理概述
    2.2 螺旋管內(nèi)傳熱模型
        2.2.1 單相對(duì)流區(qū)傳熱模型
        2.2.2 兩相沸騰區(qū)傳熱模型
    2.3 螺旋管內(nèi)壓降模型
        2.3.1 單相對(duì)流區(qū)壓降模型
        2.3.2 兩相沸騰區(qū)壓降模型
    2.4 本章小結(jié)
第3章 螺旋管內(nèi)沸騰傳熱數(shù)值模擬數(shù)學(xué)模型
    3.1 控制方程
    3.2 湍流模型
    3.3 壁面函數(shù)模型
    3.4 壁面沸騰模型
    3.5 相間模型
    3.6 離散格式
    3.7 本章小結(jié)
第4章 螺旋管內(nèi)單相和冷態(tài)兩相流動(dòng)模擬
    4.1 螺旋管物理模型的建立
    4.2 螺旋管網(wǎng)格劃分和無關(guān)解驗(yàn)證
        4.2.1 螺旋管網(wǎng)格劃分
        4.2.2 網(wǎng)格無關(guān)解驗(yàn)證
    4.3 螺旋管內(nèi)單相流動(dòng)數(shù)值模擬
        4.3.1 螺旋管內(nèi)單相流動(dòng)阻力特性
        4.3.2 螺旋管內(nèi)單相流動(dòng)傳熱特性
        4.3.3 螺旋管內(nèi)單相二次流動(dòng)規(guī)律
    4.4 螺旋管內(nèi)冷態(tài)兩相流動(dòng)數(shù)值模擬
        4.4.1 螺旋管內(nèi)冷態(tài)流動(dòng)壓降變化規(guī)律
        4.4.2 螺旋管內(nèi)冷態(tài)兩相分布特征
        4.4.3 質(zhì)量含汽率對(duì)冷態(tài)二次流動(dòng)的影響
        4.4.4 曲率對(duì)冷態(tài)二次流動(dòng)的影響
        4.4.5 扭率對(duì)冷態(tài)二次流動(dòng)的影響
    4.5 本章小結(jié)
第5章 螺旋管內(nèi)核態(tài)沸騰兩相流動(dòng)數(shù)值分析
    5.1 核態(tài)沸騰流動(dòng)數(shù)值模型驗(yàn)證及分析
        5.1.1 傳熱特性驗(yàn)證及分析
        5.1.2 壓降特性驗(yàn)證及分析
    5.2 核態(tài)沸騰流動(dòng)與傳熱的影響規(guī)律分析
        5.2.1 扭率的影響分析
        5.2.2 曲率的影響分析
        5.2.3 熱流密度的影響分析
        5.2.4 入口Re數(shù)的影響分析
        5.2.5 運(yùn)行壓力的影響分析
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]高溫氣冷堆螺旋管式直流蒸汽發(fā)生器螺旋管流動(dòng)阻力測(cè)量[J]. 李曉偉,趙加清,吳莘馨,雒曉衛(wèi),何樹延.  原子能科學(xué)技術(shù). 2015(S1)
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[7]中國化石能源使用可持續(xù)性評(píng)估——基于1990～2006年數(shù)據(jù)[J]. 趙震宇,宋冬林.  地理科學(xué). 2010(01)
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博士論文
[1]中國環(huán)境規(guī)制對(duì)化石能源耗竭路徑的影響研究[D]. 周肖肖.中國礦業(yè)大學(xué) 2016

碩士論文
[1]直管式直流蒸汽發(fā)生器流動(dòng)傳熱特性數(shù)值模擬[D]. 韓文靜.哈爾濱工程大學(xué) 2015
[2]迪恩渦及其強(qiáng)化螺旋管傳熱性能的研究[D]. 朱輝.湖南工業(yè)大學(xué) 2010
[3]螺旋管氣液兩相流數(shù)值模擬[D]. 王志國.中國石油大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3154984