起伏振動狀態(tài)下單相流流動阻力的正確計算對漂浮核電站的安全性有顯著影響。實驗研究了不同起伏振動工況和流動工況對傾斜圓管通道內(nèi)單相水摩擦壓降的影響,提出了方便計算的振動摩擦阻力系數(shù)。結(jié)果表明,振動摩擦壓降大于穩(wěn)定狀態(tài)的,并呈周期性波動,波動周期與振動頻率一致。振動摩擦阻力系數(shù)平均值隨雷諾數(shù)和傾角的增大而減小,隨管徑和振動頻率的增大先增大后減小,隨振幅的增大而增大。通過實驗數(shù)據(jù)擬合得到起伏振動下傾斜管內(nèi)單相水振動摩擦阻力系數(shù)計算經(jīng)驗關(guān)系式,計算結(jié)果與實驗結(jié)果吻合較好,為起伏振動單相水流動阻力的計算提供了新思路。 

【文章來源】：原子能科學技術(shù). 2020,54(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

穩(wěn)定狀態(tài)和起伏振動狀態(tài)的摩擦壓降對比

實驗系統(tǒng)

圖4示出f=5 Hz、A=5 mm時摩擦壓降隨加速度的波動。由于實驗采用離心泵提供水頭,結(jié)合文獻[6]可得出采用離心泵提供水頭時瞬時流量不隨振動呈現(xiàn)周期性變化,因此摩擦壓降的周期性變化主要由振動引起的周期性作用力導致。將1個振動周期分為4個階段,管道的運動及管內(nèi)流體微元受力如圖5所示。在1階段,管道從平衡位置向下運動,管內(nèi)流體微元受力為向下的重力g和向上的附加力Fa的合力,隨振動加速度的增大,Fa逐漸增大,流體微元與管壁作用力減小,摩擦壓降減小,在1階段結(jié)束時摩擦壓降達到最小值。在2階段,管道從下限位置向上運動,管內(nèi)流體微元受力為向下的重力g和向上的附加力Fa的合力,隨振動加速度的減小,Fa逐漸減小,流體微元與管壁作用力增大,摩擦壓降增大。在3階段,管道從平衡位置向上運動,管內(nèi)流體微元受力為向下的重力g和向下的附加力Fa的合力,隨振動加速度的增大,Fa逐漸增大,流體微元與管壁作用力增大,摩擦壓降增大,在3階段結(jié)束時摩擦壓降達到最大值。在4階段,管道從上限位置向下運動,管內(nèi)流體微元受力為向下的重力g和向下的附加力Fa的合力,隨振動加速度的減小,Fa逐漸減小,流體微元與管壁作用力減小,摩擦壓降減小。圖4 起伏振動下摩擦壓降與振動加速度的關(guān)系

【參考文獻】：
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本文編號：3069374