棒狀燃料元件廣泛存在于壓水堆、沸水堆和超臨界水冷堆。不同于陸基核反應(yīng)堆,采用核動力推進(jìn)的船舶在海浪和海流的作用下如果產(chǎn)生搖擺,會對流體的熱工水力特性產(chǎn)生顯著影響,從而影響動力裝置的運(yùn)行特性。本文通過實(shí)驗(yàn)研究、數(shù)值模擬及理論分析,開展了搖擺條件下3×3棒束通道內(nèi)流動阻力特性研究。實(shí)驗(yàn)回路為開放回路,采用強(qiáng)制循環(huán)方式,以空氣和去離子水為工質(zhì),實(shí)驗(yàn)在常溫常壓下進(jìn)行。分液相雷諾數(shù)和分氣相雷諾數(shù)的范圍分別為1563~19590和8~2166,搖擺周期和搖擺振幅的范圍分別為8s~16s和5°~15°。開展了單相水流動阻力特性實(shí)驗(yàn)研究,確認(rèn)強(qiáng)制循環(huán)條件下流量是否發(fā)生周期性波動,探究了搖擺參數(shù)、旁通閥門及實(shí)驗(yàn)段入口閥門開度對流量波動特性的影響。在此基礎(chǔ)上,考察了液相流速、搖擺參數(shù)及通道尺寸對棒束摩擦阻力及定位格架局部阻力的影響,考慮上述影響因素建立了搖擺條件下棒束通道內(nèi)單相摩擦阻力計(jì)算關(guān)系式。此外,借助FLUENT軟件對搖擺運(yùn)動影響摩擦阻力的機(jī)理進(jìn)行解釋。基于壓降法獲得了靜水條件下空泡份額及氣相上升速度,采用已有關(guān)系式對豎直條件下空泡份額進(jìn)行評價(jià)。探究了搖擺條件下入口壓力、閥門開度、搖擺振幅及搖擺周期對氣相流量波動特性的影響。重點(diǎn)關(guān)注了搖擺條件下時(shí)均和瞬時(shí)空泡份額及氣相上升速度�？紤]氣相流量、搖擺參數(shù)及通道尺寸的影響規(guī)律,獲得了搖擺條件下液相靜止時(shí)瞬時(shí)空泡份額及氣相上升速度的計(jì)算關(guān)系式�；谪Q直兩相流動阻力實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對均相流模型和分相流模型進(jìn)行評價(jià)。關(guān)注了搖擺條件下氣液相流量的波動特性,搖擺運(yùn)動對時(shí)均摩擦阻力和局部阻力無明顯影響,氣液相流量、搖擺參數(shù)及通道尺寸是影響搖擺條件下兩相流動阻力特性的重要因素。考慮上述因素的影響,采用量綱分析方法獲得了搖擺條件下兩相流動阻力的計(jì)算關(guān)系式,解決了動態(tài)條件下棒束通道內(nèi)兩相瞬時(shí)阻力的計(jì)算問題。系統(tǒng)地構(gòu)建了搖擺條件下氣泡體積力的受力模型,將體積力沿垂直于流動方向和平行于流動方向進(jìn)行分解討論。對比傾斜和搖擺條件下氣相橫向分布特性,指出搖擺引入附加體積力的作用效果。獲得不同搖擺工況下瞬時(shí)氣相上升速度的時(shí)變規(guī)律,進(jìn)而解釋兩相摩擦阻力的波動特征,指出搖擺運(yùn)動通過影響兩相間的滑速比和相互作用來影響棒束通道內(nèi)兩相摩擦阻力。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TL352
【部分圖文】：

圖 2.1 實(shí)驗(yàn)回路示意圖Fig. 2.1 Schematic diagram of experimental loop箱經(jīng)多級立式離心泵驅(qū)動，主流經(jīng)調(diào)節(jié)閥和質(zhì)量流量計(jì)路返回水箱；空氣壓縮機(jī)將空氣存儲在儲氣罐內(nèi)，儲氣閥和質(zhì)量流量計(jì)，進(jìn)入混合腔與水混合。待空氣和水在

液壓搖擺臺

分別標(biāo)識為通道Ⅰ和Ⅱ，棒束通道Ⅰ的結(jié)構(gòu)如圖2.3 所示，其外箱采用 10mm 厚的透明有機(jī)玻璃板，加工成 34×34mm2的正方形通道。通道總長 2000mm，距實(shí)驗(yàn)段入口 500、1000 和 1500mm 處分別布置定位格架，定位格

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 何國青,周遠(yuǎn),戴巍,梁驚濤;長頸管交變流動阻力特性的實(shí)驗(yàn)研究[J];低溫工程;2000年05期

2 顧紅芳;王海軍;翁羽;劉萬里;李會利;;扁平管管內(nèi)負(fù)壓冷凝流動阻力特性研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2010年01期

3 黃祖毅;廢棄物鍋爐錯列管束的流動阻力特性[J];鍋爐技術(shù);2003年01期

4 孫立成,閻昌琪,孫中寧;窄環(huán)隙內(nèi)強(qiáng)迫流動阻力特性的實(shí)驗(yàn)研究[J];核動力工程;2003年04期

5 張麗;朱惠人;張書華;;渦輪機(jī)匣流動阻力特性實(shí)驗(yàn)[J];航空動力學(xué)報(bào);2014年01期

6 呂友軍;韓強(qiáng);趙亮;魏利平;張西民;郭烈錦;;超臨界水流化床流動阻力特性的實(shí)驗(yàn)研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2011年10期

7 繆正清,竇文宇,惠世恩,徐通模;火床爐拱區(qū)流動阻力特性分析[J];動力工程;2000年06期

8 吳榮華;馬廣興;孫德興;;城市原生污水冷熱源污水流動阻力特性研究[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2006年11期

9 安越里;趙麗;黃新元;;螺紋槽管錯排管束的傳熱特性及流動阻力特性研究[J];熱能動力工程;2006年04期

10 論立勇;陳厚磊;蔡京輝;王希龍;;慣性項(xiàng)對回?zé)崞鹘蛔兞鲃幼枇μ匦杂绊懛治鯷J];工程熱物理學(xué)報(bào);2010年02期

相關(guān)會議論文 前7條

1 段世林;;CMRR堆一回路冷卻系統(tǒng)流動阻力特性分析[A];中國工程物理研究院科技年報(bào)（2000）[C];2000年

2 白立新;許唯臨;;超聲場中空泡碎裂位置關(guān)系的高速攝影研究[A];泛在信息社會中的聲學(xué)——中國聲學(xué)學(xué)會2010年全國會員代表大會暨學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

3 韋喜忠;陸芳;陸林章;張國平;;導(dǎo)管槳后舵水動力及空泡試驗(yàn)研究[A];七屆更迭 三十回眸——第七屆船舶力學(xué)學(xué)術(shù)委員會全體會議論文集[C];2010年

4 王暢;高璞珍;;圓管內(nèi)流量波動時(shí)流動特性分析[A];中國核科學(xué)技術(shù)進(jìn)展報(bào)告——中國核學(xué)會2009年學(xué)術(shù)年會論文集（第一卷·第3冊）[C];2009年

5 胡安康;孫群;范佘明;華漢金;;高負(fù)荷螺旋槳敞水及空泡性能試驗(yàn)研究[A];第二十屆全國水動力學(xué)研討會文集[C];2007年

6 陳瑋琪;王寶壽;;空泡附加質(zhì)量的理論建模[A];2012年中國造船工程學(xué)會優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文集[C];2013年

7 熊鷹;;第七屆推進(jìn)與空泡學(xué)組工作介紹及國內(nèi)研究進(jìn)展概況[A];七屆更迭 三十回眸——第七屆船舶力學(xué)學(xué)術(shù)委員會全體會議論文集[C];2010年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 錢偉;搖擺運(yùn)動帶動胃腸活動[N];保健時(shí)報(bào);2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 劉秀梅;液體參量對激光空泡產(chǎn)生和潰滅的影響研究[D];南京理工大學(xué);2009年

2 幸奠川;搖擺對矩形通道內(nèi)流動阻力特性的影響研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

3 韓冰;激光空泡相互作用及非對稱潰滅的力學(xué)特性研究[D];南京理工大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 田齊偉;搖擺條件下棒束通道內(nèi)流動阻力特性研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2015年

2 張建珍;蔗髓壓縮脫水實(shí)驗(yàn)研究[D];廣西大學(xué);2015年

3 姚旺;水平蛇形管內(nèi)流動阻力特性實(shí)驗(yàn)研究[D];山東理工大學(xué);2011年

4 張勃;網(wǎng)格式內(nèi)冷通道的強(qiáng)化傳熱與流動阻力特性實(shí)驗(yàn)研究[D];南京航空航天大學(xué);2002年

5 安越里;螺紋槽管錯列管束的傳熱特性及流動阻力特性研究[D];山東大學(xué);2006年

6 田靖;水電站地下洞室群通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵部位的流動阻力特性研究[D];重慶大學(xué);2014年

7 王占偉;搖擺運(yùn)動下冷卻劑低流速流動、傳熱特性研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

8 張若晗;白鶴灘水電站出線豎井通風(fēng)阻力特性[D];重慶大學(xué);2014年

9 劉樹鵬;艦船縱橫傾作用下轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)動力學(xué)特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

10 邱超;微流體中空泡的產(chǎn)生及其動力學(xué)特性研究[D];大連海事大學(xué);2012年

本文編號：2816763