基于實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬分析,以高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器傳熱管為對(duì)象,研究了流體攻角和截面圓角半徑對(duì)帶圓角的矩形截面柱（簡(jiǎn)稱圓角方柱）旋渦脫落共振和馳振的影響,得到了不同攻角和不同圓角半徑下圓角方柱的繞流特性,包括斯特勞哈爾數(shù)（St）和升阻力系數(shù)。研究結(jié)果表明,隨著圓角半徑的增大,結(jié)構(gòu)的St增大,旋渦脫落共振對(duì)應(yīng)的流速降低,同時(shí)馳振力系數(shù)逐漸增大,結(jié)構(gòu)發(fā)生馳振的臨界流速降低,但發(fā)生馳振失穩(wěn)的攻角范圍有所減小。本文研究為高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器傳熱管束矩形截面結(jié)構(gòu)的流致振動(dòng)設(shè)計(jì)提供了重要的依據(jù)。 

【文章來源】：原子能科學(xué)技術(shù). 2020,54(01)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

柱體截面示意圖

圓角的增大同樣導(dǎo)致分離點(diǎn)后移、分離角減小,促使分離的邊界層更快地附著在柱體側(cè)面。因此,隨著圓角由r/d=0到r/d=0.24的增加,臨界角由12°逐漸減小到6°。由式(4)知,馳振的發(fā)生需升力系數(shù)隨攻角變化的曲線斜率為負(fù),則柱體馳振失穩(wěn)僅當(dāng)攻角小于臨界角時(shí)發(fā)生。因此,臨界角的減小也意味著可能發(fā)生馳振失穩(wěn)的攻角范圍降低。另外,相同攻角下,圓角的增大也導(dǎo)致阻力柱體受到的阻力減小。圖7 柱體A1～A4的升力系數(shù)、阻力系數(shù)和馳振力系數(shù)

圖6 不同雷諾數(shù)下升力系數(shù)和阻力系數(shù)隨攻角的變化當(dāng)攻角為0°時(shí),隨著圓角的增加,升力系數(shù)在0°的斜率變化較小,如圖7a所示,但阻力系數(shù)卻明顯降低(Cd由2.1逐漸降到1.25),如圖7b所示。因此,隨著圓角的增加,馳振力系數(shù)逐漸增大,如圖7c所示,馳振失穩(wěn)的臨界流速更低(由式(3)可得),更易發(fā)生馳振失穩(wěn)。


本文編號(hào)：3293800