核燃料一般具有較大的放射性和毒性的問題,為保證核燃料生產(chǎn)的安全,經(jīng)常利用手套箱進行密閉隔離。在手套箱實際運行過程中,由于進、出風口位置不合理、風量不足或氣流組織不理想,可能會出現(xiàn)氣溶膠粘壁或固態(tài)物料底部沉積等問題。本文通過對手套箱內(nèi)氣體進行數(shù)值模擬和實驗研究,旨在解決實際工程中手套箱內(nèi)氣流組織不理想的問題,提高經(jīng)濟性和優(yōu)化設(shè)計。本文選用Fluent軟件中的Standard k-ε模型對手套箱內(nèi)五種流量工況流體進行數(shù)值模擬,并結(jié)合實驗測量區(qū)域,輸出值模擬結(jié)果。為驗證數(shù)值模擬的正確性,搭建一套手套箱內(nèi)流場的實驗平臺,采用粒子圖像測速儀（PIV）對手套箱內(nèi)流體進行實驗測量,并輸出實驗測量結(jié)果。將數(shù)值模擬結(jié)果與實驗結(jié)果從流體流動趨勢、流動方向和速度數(shù)據(jù)進行對比分析,保證數(shù)值模擬的數(shù)學模型選用、基本假設(shè)和邊界條件設(shè)置是合理的。利用驗證過的數(shù)值模擬方法將空氣齡和空氣不均勻度作為手套箱內(nèi)氣流組織的優(yōu)化目標函數(shù)對手套箱進行設(shè)計優(yōu)化。通過調(diào)整進、出口的管徑和進、出口的位置,對箱體內(nèi)的流體進行數(shù)值模擬優(yōu)化,將模擬得到的空氣齡及空氣不均勻度的最理想位置作為優(yōu)化后的進出口位置。為了找出位置變化對空氣齡和空氣不... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 論文背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究狀況
        1.2.1 手套箱發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 CFD發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 本文的研究方法和內(nèi)容
第2章 手套箱內(nèi)流場數(shù)值模擬
    2.1 手套箱內(nèi)流場理論分析
        2.1.1 計算軟件的選擇
        2.1.2 數(shù)學模型
    2.2 手套箱內(nèi)流場數(shù)值模擬
        2.2.1 手套箱的參數(shù)輸入
        2.2.2 流體參數(shù)及分析
        2.2.3 數(shù)學模型
        2.2.4 邊界條件
        2.2.5 網(wǎng)格劃分及網(wǎng)格無關(guān)性(或敏感性)計算
        2.2.6 數(shù)值模擬
    2.3 數(shù)值分析結(jié)果
        2.3.1 數(shù)值輸出結(jié)果選擇
        2.3.2 數(shù)值模擬結(jié)果
    2.4 本章小結(jié)
第3章 手套箱實驗方案設(shè)計及實驗驗證
    3.1 手套箱內(nèi)流場實驗分析
        3.1.1 流場測速裝置選擇
        3.1.2 粒子圖像測速儀測速原理
    3.2 實驗方案設(shè)計
        3.2.1 實驗裝置
        3.2.2 實驗步驟
        3.2.3 誤差分析
    3.3 實驗驗證結(jié)果數(shù)據(jù)
        3.3.1 流量為33m~3/h時的實驗數(shù)據(jù)
    3.4 本章小結(jié)
第4章 數(shù)值模擬與實驗結(jié)果分析
    4.1 數(shù)值模擬與實驗數(shù)據(jù)數(shù)分析及對比
        4.1.1 流量為33m~3/h數(shù)值模擬與實驗數(shù)據(jù)數(shù)分析及對比
        4.1.2 流量為44m~3/h數(shù)值模擬與實驗數(shù)據(jù)數(shù)分析及對比
        4.1.3 流量為55m~3/h數(shù)值模擬與實驗數(shù)據(jù)數(shù)分析及對比
        4.1.4 流量為77m~3/h數(shù)值模擬與實驗數(shù)據(jù)數(shù)分析及對比
        4.1.5 流量為99m~3/h數(shù)值模擬與實驗數(shù)據(jù)數(shù)分析及對比
        4.1.6 各位置誤差比較
    4.2 本章小結(jié)
第5章 手套箱優(yōu)化方案設(shè)計
    5.1 流體優(yōu)化參數(shù)
        5.1.1 空氣齡
        5.1.2 空氣不均勻度
    5.2 優(yōu)化計算
        5.2.1 存在問題分析
        5.2.2 優(yōu)化分析
        5.2.3 優(yōu)化仿真計算
        5.2.4 優(yōu)化仿真計算結(jié)果
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝
個人簡歷
附錄



本文編號：3192791