雙面加熱垂直窄縫通道CFD模擬研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-12 01:32
套管式直流蒸汽發(fā)生器是一體化壓水反應(yīng)堆的關(guān)鍵設(shè)備,改進(jìn)其熱工水力技術(shù)是完善反應(yīng)堆技術(shù)的重要環(huán)節(jié),其中二次側(cè)流體的全流型流動(dòng)與傳熱問題因?yàn)槠鋸?fù)雜程度,成為了套管式直流蒸汽發(fā)生器熱工水力分析的難點(diǎn)之一。套管式直流蒸汽發(fā)生器的二次側(cè)給水為過冷狀態(tài),隨后進(jìn)入套管段中的環(huán)形窄縫通道間隙被兩側(cè)一回路高溫冷卻劑加熱至過熱蒸汽狀態(tài)從套管上端單管段內(nèi)側(cè)流出,過程中發(fā)展為多種流型。窄縫通道具有結(jié)構(gòu)緊湊、換熱溫差低等優(yōu)點(diǎn),但因其特殊的幾何條件使得流動(dòng)和換熱情況較為復(fù)雜,導(dǎo)致窄縫通道的傳熱計(jì)算較為困難。本文使用ANSYS FLUENT 17.0流場分析軟件,使用CFD方法模擬了細(xì)長圓管、雙面加熱的垂直矩形窄縫以及雙面加熱的垂直環(huán)形窄縫通道中,工質(zhì)流體自入口過冷態(tài)逐漸被加熱至出口端過熱蒸汽態(tài)的全過程,分析了關(guān)鍵參數(shù)變化趨勢以及影響窄縫換熱的重要因素,同時(shí)通過實(shí)驗(yàn)計(jì)算擬合了發(fā)生干涸型沸騰的雙面加熱的垂直環(huán)形窄縫通道中平均換熱系數(shù)的關(guān)聯(lián)式。面對(duì)CFD計(jì)算驗(yàn)證評(píng)價(jià)的要求,本文以1983年Becker公布的圓管均勻加熱實(shí)驗(yàn)裝置幾何參數(shù)和流動(dòng)傳熱條件為對(duì)象,對(duì)細(xì)長圓管幾何通道進(jìn)行了仿真模擬,并對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以確定最佳湍流模...
【文章來源】:哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 課題的目的和意義
1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展
1.2.1 窄通道實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀
1.2.2 窄通道理論研究
1.3 研究內(nèi)容和方案
第2章 圓管通道模擬
2.1 數(shù)值建模
2.1.1 幾何模型建立
2.1.2 邊界條件與計(jì)算條件設(shè)置
2.1.3 網(wǎng)格劃分及無關(guān)化驗(yàn)證
2.2 湍流模型選擇
2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型
2.2.2 RNGk-ε模型
2.2.3 SSTk-ω模型
2.2.4 湍流模型計(jì)算結(jié)果對(duì)比
2.3 壁面沸騰模型
2.3.1 RPI模型
2.3.2 非均衡沸騰模型
2.3.3 汽液分界面模型
2.3.4 相間交換模型
2.4 模擬結(jié)果
2.5 本章小結(jié)
第3章 窄縫通道模擬
3.1 數(shù)值建模
3.1.1 幾何模型
3.1.2 邊界條件設(shè)置
3.1.3 網(wǎng)格無關(guān)化驗(yàn)證
3.2 模擬結(jié)果
3.2.1 矩形窄縫模擬結(jié)果
3.2.2 環(huán)形窄縫模擬結(jié)果
3.3 影響窄縫通道換熱的因素
3.3.1 壓力因素
3.3.2 流量因素
3.3.3 窄縫寬度因素
3.3.4 熱流密度因素
3.4 兩相換熱系數(shù)擬合
3.4.1 兩相流動(dòng)換熱常用公式
3.4.2 換熱系數(shù)公式擬合
3.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝
本文編號(hào):2971869
【文章來源】:哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 課題的目的和意義
1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展
1.2.1 窄通道實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀
1.2.2 窄通道理論研究
1.3 研究內(nèi)容和方案
第2章 圓管通道模擬
2.1 數(shù)值建模
2.1.1 幾何模型建立
2.1.2 邊界條件與計(jì)算條件設(shè)置
2.1.3 網(wǎng)格劃分及無關(guān)化驗(yàn)證
2.2 湍流模型選擇
2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型
2.2.2 RNGk-ε模型
2.2.3 SSTk-ω模型
2.2.4 湍流模型計(jì)算結(jié)果對(duì)比
2.3 壁面沸騰模型
2.3.1 RPI模型
2.3.2 非均衡沸騰模型
2.3.3 汽液分界面模型
2.3.4 相間交換模型
2.4 模擬結(jié)果
2.5 本章小結(jié)
第3章 窄縫通道模擬
3.1 數(shù)值建模
3.1.1 幾何模型
3.1.2 邊界條件設(shè)置
3.1.3 網(wǎng)格無關(guān)化驗(yàn)證
3.2 模擬結(jié)果
3.2.1 矩形窄縫模擬結(jié)果
3.2.2 環(huán)形窄縫模擬結(jié)果
3.3 影響窄縫通道換熱的因素
3.3.1 壓力因素
3.3.2 流量因素
3.3.3 窄縫寬度因素
3.3.4 熱流密度因素
3.4 兩相換熱系數(shù)擬合
3.4.1 兩相流動(dòng)換熱常用公式
3.4.2 換熱系數(shù)公式擬合
3.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝
本文編號(hào):2971869
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