發(fā)布時間：2021-01-11 10:56

　　兩相流的復(fù)雜性來自于氣液兩相之間界面的存在以及通過界面的質(zhì)量、動量和能量的傳遞。對于棒束通道,考慮到反應(yīng)堆安全運行的重要性,其界面特性對于其流動沸騰傳熱特性尤為重要。兩相流動的界面研究可分為穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)特性兩種。穩(wěn)態(tài)特性,即兩相流流型,目前的研究集中于對流型轉(zhuǎn)變機制的研究;瞬態(tài)特性,界面面積輸運模型從機理上描述兩相界面區(qū)域的聚合、破裂、擴張等物理過程,從而實現(xiàn)對界面動態(tài)特性進行建模。同時,由于界面面積輸運模型分為兩段式,兩相流型為界面面積輸運模型提供了邊界條件。本文對棒束通道開展可視化實驗研究,以探討棒束通道兩相流流型轉(zhuǎn)變機制;同時基于實驗研究和理論分析對一維界面輸運模型進行研究,為實際的工程應(yīng)用提供理論依據(jù)。對于兩相流流型的研究,基于可視化測量系統(tǒng),分別獲取了棒束通道不同高度以及不同定位格架條件下的流型。在實驗研究的基礎(chǔ)上,本文重新定義了棒束通道的流型劃分,包含泡狀流,帽泡狀流,離散泡狀流,帽狀湍流,攪混流以及環(huán)狀流。通過對通道結(jié)構(gòu)對空泡分布的影響以及耦合棒束通道的漂移流模型,本文開發(fā)了適用于棒束通道的全局流型轉(zhuǎn)變模型。通過對比,新模型能夠?qū)Ρ疚墨@取的流型圖以及文獻中已發(fā)表的流型圖進行... 

【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：148 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

氣泡聚合和破裂機制示意圖

15圖 2.1 實驗系統(tǒng)示意圖Fig. 2.1 Diagram of the flow loop文實驗在重慶大學(xué)空氣-水兩相流綜合實驗平臺上進行，該實驗平臺可開壓條件下多種流道內(nèi)豎直上升、豎直下降的空氣-水兩相流動，以及兩相、攪混特性等實驗研究。圖 2.1 為該實驗系統(tǒng)示意圖，圖 2.2 為實驗系統(tǒng)在實驗研究中，實驗段采用安裝有帶攪混翼片定位格架的 5×5 棒束通道質(zhì)為空氣和水。本文分別在不同軸向高度處和不同實驗工況條件下對兩、兩相空泡特性以及界面輸運特性開展了實驗研究。

圖 2.2 實驗臺系統(tǒng)實物圖Fig. 2.2 Photo of real experimental system重慶大學(xué)空氣-水兩相綜合實驗平臺主要由以下幾部分組成：水供應(yīng)系統(tǒng)、空氣供應(yīng)系統(tǒng)、氣水混合器、實驗段、儀表及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。水供應(yīng)系統(tǒng)包括凈水系統(tǒng)、水罐、水泵、過濾器和分配器等；空氣供應(yīng)系統(tǒng)包括空氣壓縮機、儲氣罐、空氣過濾器和減壓閥等；氣泡發(fā)生裝置可產(chǎn)生直徑約為 1~3 mm 大小的氣泡；本文中實驗段部分包括方形外壁，5×5 棒束，四探頭電導(dǎo)探針、取壓孔和精密微動平臺等；儀表及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括各測量儀表、電路板、NI 數(shù)據(jù)采集板卡、采集機箱、Labview 數(shù)據(jù)采集軟件和上位機等。水從水罐中流出經(jīng)泵加壓后，經(jīng)過濾器流經(jīng)電磁流量計，進入流量分配器、氣水混合器；空氣則由空壓機打入 20 m3的儲氣罐中，經(jīng)空氣過濾器、減壓閥、氣體流量計之后進入氣水混合器；空氣通過多孔泡沫金屬，然后與水在氣水混合器中充分混合，產(chǎn)生均勻的小氣泡進入棒束實驗段；氣水混合物經(jīng)實驗段充分發(fā)展之后，一起流回水罐，并在 4.5 m3的水罐中實現(xiàn)分離。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]棒束通道氣液兩相流流型識別及動力學(xué)特性分析[J]. 周云龍,尹洪梅.  原子能科學(xué)技術(shù). 2017(05)
[2]棒束通道內(nèi)氣液兩相流流型的實驗研究[J]. 周云龍,丁會曉.  原子能科學(xué)技術(shù). 2016(10)
[3]蒸汽-水冷凝泡狀流相界面濃度輸運方程[J]. 馬科帥,郭烈錦,于子文,潘輝.  工程熱物理學(xué)報. 2014(08)
[4]豎直大圓管內(nèi)兩相流動界面輸運過程研究[J]. 孫波,孫立成,幸奠川,劉靖宇,田道貴.  原子能科學(xué)技術(shù). 2013(09)
[5]管束通道內(nèi)沸騰兩相流特性的研究[J]. 向文元,呂永紅,趙桂生.  核科學(xué)與工程. 2012(03)
[6]油水兩相分散流的相界面濃度輸運方程研究[J]. 趙冬建,郭烈錦,胡曉瑋.  工程熱物理學(xué)報. 2007(04)

博士論文
[1]運動條件下的環(huán)狀流界面輸運機制及模型[D]. 何輝.重慶大學(xué) 2016

碩士論文
[1]垂直棒束通道內(nèi)氣液兩相流流動特性實驗研究[D]. 丁會曉.東北電力大學(xué) 2016
[2]氣液兩相流動界面輸運過程研究[D]. 劉靖宇.哈爾濱工程大學(xué) 2013



本文編號：2970642