發(fā)布時(shí)間：2020-04-06 18:45

【摘要】：在核電廠的管道系統(tǒng)中,T型彎管是一種普遍使用的管道結(jié)構(gòu)。T型彎管中經(jīng)常由于管道內(nèi)冷熱流體的流動(dòng)混合誘發(fā)熱分層,從而在管道內(nèi)引起熱波動(dòng)和熱疲勞現(xiàn)象,導(dǎo)致管道因熱疲勞而產(chǎn)生裂紋,造成泄漏事故。在世界范圍內(nèi),由熱疲勞引發(fā)的核電廠管道體系泄漏事故已多次發(fā)生,引起核電領(lǐng)域廣泛的重視。 本文通過對(duì)彎管內(nèi)熱分層的流動(dòng)與傳熱機(jī)理進(jìn)行研究,提出運(yùn)用防渦器來削弱T型彎管的熱分層和熱波動(dòng),并通過模擬和實(shí)驗(yàn)手段驗(yàn)證防渦器的有效性。在數(shù)值模擬過程中,運(yùn)用FLUENT軟件,對(duì)有／無防渦器下的T型彎管內(nèi)流體的溫度波動(dòng)過程進(jìn)行了大渦模擬,獲得了彎管無量綱時(shí)均溫度和無量綱均方根溫度信息。在實(shí)驗(yàn)過程中,以水為工作介質(zhì),在T型彎管實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行有／無防渦器下的熱分層實(shí)驗(yàn),利用熱電偶溫度傳感器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲取彎管內(nèi)各個(gè)測(cè)點(diǎn)的瞬時(shí)溫度信息。 通過比對(duì)無量綱時(shí)均溫度和均方根溫度的數(shù)值結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果,發(fā)現(xiàn)兩者具有有較高的吻合度,從而證明了大渦模擬數(shù)值方法的可靠性和有效性。研究結(jié)果表明：防渦器能較好的削弱T型彎管內(nèi)熱波動(dòng)。在大渦模擬有效性驗(yàn)證基礎(chǔ)上,進(jìn)一步分析研究了流速、防渦器安裝位置、防渦器尺寸及防渦器葉片數(shù)對(duì)防渦器削弱熱波動(dòng)性能的影響。數(shù)值研究結(jié)果表明：T型彎管內(nèi)熱分層位置隨著熱流體流速的增大而下降。增加防渦器葉片的數(shù)目、加深防渦器的安裝位置以及增加防渦器的長(zhǎng)度都有利于防渦器削弱T型彎管內(nèi)熱分層和熱波動(dòng)。
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM623

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2616889