進(jìn)水池作為重要的工農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)裝置,在諸如核電站冷卻系統(tǒng)、快中子增殖反應(yīng)堆、鈉冷快堆及深邃泵站等領(lǐng)域都具有重要應(yīng)用價(jià)值。其內(nèi)部各類(lèi)漩渦流動(dòng)常表現(xiàn)出復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)并且難以預(yù)測(cè)。這些漩渦通常會(huì)對(duì)上述各領(lǐng)域內(nèi)的裝置在安全運(yùn)行及穩(wěn)定工況方面具有較大影響,不僅會(huì)導(dǎo)致進(jìn)水池性能下降,并且會(huì)對(duì)維護(hù)及運(yùn)行費(fèi)用提出較高要求,還會(huì)帶來(lái)潛在的安全隱患。本文針對(duì)進(jìn)水池內(nèi)部渦旋流動(dòng)問(wèn)題,基于LBM（Lattice Boltzmann Method）的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究對(duì)其進(jìn)行了深入分析研究。首先,通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段系統(tǒng)研究并分析了不同流速條件下（喇叭管內(nèi)不同平均軸向速度）,針對(duì)不同的后壁距、臨界淹沒(méi)水深、水中空氣含量（VA=0或8.5%）對(duì)進(jìn)水池內(nèi)流態(tài)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在流量相對(duì)較小工況下兩相流的CWL（Critical Water Level）低于單相的,隨著流量的增加,這一趨勢(shì)完全相反。同時(shí),無(wú)論是單相流還是兩相流,喇叭管懸空高最小時(shí)對(duì)應(yīng)所需CWL為最大值。同時(shí),后壁距越大時(shí)在自由液面測(cè)量截面上漩渦數(shù)量越多,且渦量值也越大。此外,通過(guò)喇叭管正下方垂立面上PIV（Particle Image Velocimet... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：141 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１進(jìn)水池自由表面漩渦分類(lèi)??在傳統(tǒng)的進(jìn)水池計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ?Ｆｌｕｉｄ?Ｄｙｎａｍｉｃｓ，?ＣＦＤ）方法中，只在計(jì)算模型??層面比較而言，直接數(shù)值模擬［９］?（?Ｄｉｒｅｃｔ?Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ?Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，?ＤＮＳ?）和平均方法［１Ｇ＿１２］??（Ｒｅｙｎｏｌｄｓ－Ａ?

１．循環(huán)動(dòng)力泵２．調(diào)節(jié)閥３．電機(jī)控制系統(tǒng)４．控制閥５．電磁流量計(jì)６．?dāng)?shù)據(jù)處理系統(tǒng)??７．同步器８．?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)９．?ＣＣＤ相機(jī)１０．激光器１１．實(shí)驗(yàn)進(jìn)水池１２．整流珊??圖２－１進(jìn)水池實(shí)驗(yàn)臺(tái)示意圖??表２－１主要實(shí)驗(yàn)器材及其參數(shù)表??實(shí)驗(yàn)部件?精度?量程?其它??電磁流量計(jì)?０．５０?％?Ｆ．Ｓ?０?￣?３０?ｍ３／ｈ?工作壓力４０?ＭＰａ，儀表系數(shù)０．３８７??調(diào)節(jié)閥?±５％Ｆ．Ｓ．?－?－??控制閥?±１％Ｆ．Ｓ．?－?－??循環(huán)動(dòng)力泵?±４．５％Ｆ．Ｓ．?０?￣?５０?ｍ３／ｈ?４?ｋＷ??實(shí)驗(yàn)所采用的長(zhǎng)方體進(jìn)水池對(duì)稱(chēng)外形是為了避免實(shí)驗(yàn)臺(tái)本身形成環(huán)流流態(tài)，從而與實(shí)際工程中??的情形高度相似。而且，進(jìn)水池物理模型幾何外形盡可能簡(jiǎn)單，將不確定條件降到最低，這是為了??突出分析目標(biāo)影響因素所占主要比例，排除分析過(guò)程中的其他次要影響因素。進(jìn)水池工況下的進(jìn)水??管路選擇為如圖２－２所示的最右側(cè)兩根對(duì)稱(chēng)進(jìn)水管路，避免非對(duì)稱(chēng)性與流動(dòng)擾動(dòng)，同時(shí)加裝于喇叭??管上游的兩道整流珊體是??圖２－２進(jìn)水池實(shí)體模型示意圖??高強(qiáng)度高透明度亞克力進(jìn)水池池體壁厚為２０?ｍｍ，同時(shí)其長(zhǎng)寬高在三個(gè)方向上為：８００?ｍｍ?ｘ?４５０??池體主要控制參數(shù)標(biāo)注于圖２－３中。喇叭管直管部分的內(nèi)徑￡＞＝１００＿??作為特征。池體寬度ｌｊ＝４．５Ｄ及池體高度ｉ／也是４．５?Ｄ。淹沒(méi)水深在三種不同流量工況條件下分別??�。�?２７５，?２６０及２４５?ｍｍ。在臨界淹沒(méi)水深實(shí)際測(cè)量中的喇叭管懸空高分別是盡尸０．５０，?０．６５及??０．８０Ｄ。在流向方向上的池體長(zhǎng)度

表２－１主要實(shí)驗(yàn)器材及其參數(shù)表??部件?精度?量程?其它??量計(jì)?０．５０?％?Ｆ．Ｓ?０?￣?３０?ｍ３／ｈ?工作壓力４０?ＭＰａ，儀表系數(shù)０．３８７??閥?±５％Ｆ．Ｓ．?－?－??閥?±１％Ｆ．Ｓ．?－?－??力泵?±４．５％Ｆ．Ｓ．?０?￣?５０?ｍ３／ｈ?４?ｋＷ??驗(yàn)所采用的長(zhǎng)方體進(jìn)水池對(duì)稱(chēng)外形是為了避免實(shí)驗(yàn)臺(tái)本身形成環(huán)流流態(tài)，從而與實(shí)際工程高度相似。而且，進(jìn)水池物理模型幾何外形盡可能簡(jiǎn)單，將不確定條件降到最低，這是為析目標(biāo)影響因素所占主要比例，排除分析過(guò)程中的其他次要影響因素。進(jìn)水池工況下的進(jìn)為如圖２－２所示的最右側(cè)兩根對(duì)稱(chēng)進(jìn)水管路，避免非對(duì)稱(chēng)性與流動(dòng)擾動(dòng)，同時(shí)加裝于喇的兩道整流珊體是??

【參考文獻(xiàn)】：
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