發(fā)布時(shí)間：2021-08-07 21:44

　　T型管是工業(yè)生產(chǎn)中最基礎(chǔ)的流體輸配構(gòu)件之一,作為管道間的連接常用于管道內(nèi)工作介質(zhì)分流和匯合,在核電和化工等諸多領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。當(dāng)兩種溫度不同的流體流在管道結(jié)構(gòu)表面附近混合時(shí),會(huì)使管壁上出現(xiàn)周期性波動(dòng)或分層的熱應(yīng)力從而發(fā)生管道材料熱失效現(xiàn)象。對(duì)T型管冷熱流體攪混過(guò)程的溫度波動(dòng)機(jī)理,以及不同影響因素工況下的冷熱攪混溫度波動(dòng)特性等方面的研究一直是學(xué)者們研究的熱點(diǎn)。本文首先綜述了 T型管內(nèi)冷熱流體攪混過(guò)程的研究,總結(jié)介紹了國(guó)內(nèi)外學(xué)者以實(shí)驗(yàn)和模擬方法對(duì)攪混過(guò)程的溫度分布和溫度波動(dòng)特性等方面的研究?jī)?nèi)容和結(jié)果。同時(shí)對(duì)T型管內(nèi)冷熱流體攪混過(guò)程發(fā)生熱疲勞的機(jī)理和攪混流型等進(jìn)行了分析。并且搭建了冷熱攪混可視化實(shí)驗(yàn)臺(tái),通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究分析各影響因素對(duì)T型管內(nèi)冷熱流體攪混過(guò)程溫度特性的影響。通過(guò)對(duì)流體自身不同流動(dòng)和傳熱特性,進(jìn)行了包括不同動(dòng)量比和溫差下的相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究,分析了混合流型發(fā)展過(guò)程,獲得各工況下的無(wú)量綱時(shí)均溫度和無(wú)量綱均方根溫度分布和溫度波動(dòng)幅值及頻率的規(guī)律特點(diǎn)。結(jié)果表明:動(dòng)量比對(duì)冷熱攪混過(guò)程的無(wú)量綱時(shí)均溫度分布有著很大的影響,且隨著動(dòng)量比的增加,溫度波動(dòng)會(huì)更劇烈,混合長(zhǎng)度隨之顯著減小。動(dòng)量比的增加... 

【文章來(lái)源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２法國(guó)Ｃｉｖａｕｘ－ｌ核電站事故裂紋??

區(qū)域速度和溫度脈動(dòng)較小，溫度的波動(dòng)和速??度的波動(dòng)依靠對(duì)流換熱和分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。??１混合核心區(qū)：）而?擴(kuò)散??Ｌ——????????＾?ｆ＿???２邊界層：??分子擴(kuò)散與對(duì)流換熱???．．．緩???????１???３壁面內(nèi)部：熱傳導(dǎo)??．．????４壁面：熱應(yīng)力波動(dòng)??Ｖ，??????＼?ｒ??５壁面：熱疲勞??＾……＇—？－Ｔ，．？，，－，－ｒ：？１．－？？１，ｎ？ｌｎｌ；ｌｎ?－?，……Ｊ??圖２－２熱疲勞發(fā)生涉及的流動(dòng)傳熱過(guò)程??在３的階段，由于Ｔ型管冷熱攪混管段存在壁面的厚度，在固體壁面內(nèi)部會(huì)??發(fā)生熱傳導(dǎo)現(xiàn)象。??在４和５的階段，由于受到強(qiáng)烈的混合管段壁面溫度波動(dòng)，必然在混合管段??壁面產(chǎn)生熱應(yīng)力，而長(zhǎng)時(shí)間的溫度波動(dòng)產(chǎn)生的熱應(yīng)力必然造成混合管段的熱疲勞??現(xiàn)象的發(fā)生。這其中溫度波動(dòng)幅度的大小決定著熱疲勞波動(dòng)熱應(yīng)力的大小，溫度??波動(dòng)頻率高低決定著熱應(yīng)力變化的頻率。熱應(yīng)力具有以下幾個(gè)特點(diǎn)［４７］：第一，熱??應(yīng)力隨約束程度的增大而增大，由于材料的線膨脹系數(shù)、彈性模量與泊桑比隨溫??度變化而變化，同時(shí)熱應(yīng)力不僅與溫度變化量有關(guān)，而且受初始溫度的影響。第??二，熱應(yīng)力與零外載相平衡，是由熱變形受約束引起的自平衡應(yīng)力，在溫度高處??發(fā)生壓縮，溫度低處發(fā)生拉伸形變。第三，熱應(yīng)力具有自限性，屈服流動(dòng)或高溫??蠕變可使熱應(yīng)力降低。對(duì)于塑性材料，熱應(yīng)力不會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件斷裂，但交變熱應(yīng)力??１２??

第３章實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)裝置及實(shí)驗(yàn)方法??第３章實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)裝置及實(shí)驗(yàn)方法??Ｔ型管內(nèi)冷熱攪混過(guò)程實(shí)驗(yàn)是研究冷熱攪混過(guò)程的重要手段之一。通過(guò)實(shí)驗(yàn)??研宄能夠直觀的觀察到各狀態(tài)下混合流型特征和和分析不同位置溫度波動(dòng)特性。??本章設(shè)計(jì)搭建了?Ｔ型管內(nèi)冷熱攪混過(guò)程實(shí)驗(yàn)研究的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的系統(tǒng)、??管件、測(cè)量系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等方面進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并對(duì)實(shí)驗(yàn)的流程步驟、??實(shí)驗(yàn)誤差和數(shù)據(jù)無(wú)量綱化進(jìn)行了詳盡的說(shuō)明。??３．１實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)??３．?１．?１實(shí)驗(yàn)水系統(tǒng)??＾?ＣＷ?Ｍ，?Ｗ〇?＾ｒｉｖＭ??＼＼Ｖ＾－－ＨＸ３——?１￣Ｍ￣??ＶＳ?Ｅ?＾??－ｔｘｉ」＂■丨Ｉ?「丨■丨一?蓄??Ｖ９?＞?ＣＶｌ?ＣＶ３?ＭＢ?Ｖ１２?Ｐ２?Ｔ２?段??Ｔ?￣??Ｍ４?Ｖ１Ｂ????＋?Ｖ１５??１?Ｔｖｉｆｉ??Ｔ??、?．、、，＇?ＯｌＷ??＼?＼?一Ｍ一?０ｆｔｉ＃??Ｖ２??Ｉ??？？ｎ??丄???ＣＶ５?Ｘ??圖３－１實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)圖??圖３－１所示為Ｔ型管內(nèi)冷熱攪混過(guò)程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)流程圖，圖３－２所示為Ｔ型管??內(nèi)冷熱攪混過(guò)程實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)圖。圖３－丨中藍(lán)色為冷水水箱，與之相連的為冷水供水??管路；紅色為熱水水箱，與之相連的為熱水供水管路。??１７??

【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]填充有/無(wú)多孔介質(zhì)的T型管道中流體混合過(guò)程的流動(dòng)與傳熱研究[D]. 朱維宇.北京化工大學(xué) 2011
[2]導(dǎo)電材料結(jié)構(gòu)電磁熱彈性多場(chǎng)行為的理論研究[D]. 白會(huì)娟.蘭州大學(xué) 2010

碩士論文
[1]T型管內(nèi)附加結(jié)構(gòu)對(duì)冷熱流體混合過(guò)程熱波動(dòng)影響及機(jī)理研究[D]. 高凱.北京化工大學(xué) 2015
[2]彎管熱分層及其熱波動(dòng)削弱機(jī)理研究[D]. 翟浩.北京化工大學(xué) 2014
[3]T型管內(nèi)冷熱流體混合過(guò)程熱波動(dòng)及其削弱機(jī)理研究[D]. 宋濤.北京化工大學(xué) 2014
[4]上游彎管對(duì)T型管道內(nèi)流體流動(dòng)和傳熱的影響研究[D]. 劉素梅.北京化工大學(xué) 2012
[5]T型圓管中冷熱流體混合過(guò)程大渦模擬及管內(nèi)壁面溫度導(dǎo)熱反問(wèn)題研究[D]. 李春永.北京化工大學(xué) 2011
[6]T型三通管中冷熱流體混合過(guò)程的大渦模擬[D]. 郭志軍.北京化工大學(xué) 2009



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