發(fā)布時(shí)間：2024-03-16 09:07

　　可控核聚變發(fā)電技術(shù)是未來能源發(fā)展的重要方向,目前國內(nèi)采用的超導(dǎo)托卡馬克磁約束裝置的運(yùn)行離不開大型氦低溫系統(tǒng),換熱器作為低溫系統(tǒng)中重要組成部分,是氦氣從常溫降至液氮乃至超臨界溫度的關(guān)鍵元器件。進(jìn)一步探究大型氦低溫系統(tǒng)中螺旋盤管換熱器中氦流體低溫流動(dòng)傳熱機(jī)理,對中國未來聚變工程實(shí)驗(yàn)堆(CFETR)低溫系統(tǒng)中螺旋盤管換熱器的工程設(shè)計(jì)優(yōu)化,提供了理論依據(jù)和參考數(shù)據(jù),具有理論意義與應(yīng)用價(jià)值。本文采用數(shù)值模擬的方法,針對螺旋盤管換熱器內(nèi)氦流體的流動(dòng)傳熱特性進(jìn)行了研究,主要工作內(nèi)容如下:(1)基于管內(nèi)對流換熱數(shù)值計(jì)算理論,建立了螺旋盤管換熱器的低溫氦氣流動(dòng)和傳熱的物理與數(shù)學(xué)模型,并簡化模型邊界條件。利用ANSYS ICEM將螺旋盤管的幾何模型劃分為結(jié)構(gòu)性網(wǎng)格,對近壁面區(qū)域網(wǎng)格進(jìn)行加密處理,并控制Y⁺值<1,考察管內(nèi)近壁面區(qū)域流動(dòng)換熱細(xì)節(jié)。對比幾個(gè)常用的湍流模型,發(fā)現(xiàn)利用RNG k-ε兩方程模型的計(jì)算值誤差更小,驗(yàn)證了RNG k-ε兩方程模型模擬結(jié)果的可靠性。(2)數(shù)值模擬研究了螺旋管內(nèi)低溫氦氣的流動(dòng)與傳熱,分析了螺旋盤管換熱器管內(nèi)流體速度、渦流、湍動(dòng)能等流動(dòng)參數(shù)和管內(nèi)流體...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.2中國能源消耗占比（2018）

啻旁際?郾渥爸茫ㄆ渲寫蟛糠質(zhì)峭鋅?砜俗爸茫???寫旁際?郾涫笛?研究，目前，世界上規(guī)模最大的磁約束聚變裝置為熱核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆“ITER”（InternationalThermonuclearExperimentalReactor），結(jié)構(gòu)示意圖如圖1.3，其建設(shè)是為了進(jìn)一步驗(yàn)證和....

圖1.3ITER結(jié)構(gòu)示意圖

第一章緒論3境問題。磁約束聚變裝置中使用的磁體均采用超導(dǎo)材料制成，相較于常規(guī)磁體，超導(dǎo)磁體具有諸多優(yōu)點(diǎn)：首先，通過超導(dǎo)磁體獲得的磁場更加穩(wěn)定，對等離子體約束能力更強(qiáng)，可以增加核聚變裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性；其次，超導(dǎo)磁體內(nèi)部沒有常規(guī)磁體中存在的電阻，可以大大降低耗電量與發(fā)熱量，提高能源利....

圖1.4氦低溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖

合肥工業(yè)大學(xué)專業(yè)碩士研究生學(xué)位論文4設(shè)具有重要意義。1.2大型氦低溫系統(tǒng)自1991年，�？恕た┝帧ぐ簝�(nèi)斯發(fā)現(xiàn)被冷卻到-268.98℃（4.17K）時(shí)汞的電阻突然消失并稱之為超導(dǎo)態(tài)后[10]，關(guān)于超導(dǎo)材料的研究蓬勃發(fā)展。我國聚變實(shí)驗(yàn)堆中極向場與縱向場線圈所使用的超導(dǎo)磁體材料均為N....

圖3.1螺旋管幾何模型示意圖

5mm，螺旋管曲率直徑為D=400mm，螺旋管總長度L為2531.27mm。（a）中以y軸作為螺旋管旋轉(zhuǎn)軸線，坐標(biāo)原點(diǎn)為螺旋管曲率圓圓心，螺旋管出口圓心位于螺旋管曲率圓上。為自入口處開始管路繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)角度值，當(dāng)旋轉(zhuǎn)角度為360°時(shí)，螺旋管向上抬升，高度為螺距H。入口處inner....

本文編號(hào)：3929429