托卡馬克裝置是目前最具應(yīng)用前景的受控?zé)岷司圩冄b置。偏濾器是托卡馬克聚變裝置中排除雜質(zhì)和輸出反應(yīng)能的關(guān)鍵部件，其熱負(fù)載超過5MW/m2，目前大多采用水冷以保證其在高熱負(fù)荷下的可靠工作。高熱負(fù)荷下的臨界熱流（Critical Heat Flux，CHF）是水冷偏濾器安全工作的關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)。由于偏濾器臨界熱流試驗預(yù)測難度大、成本昂貴，經(jīng)濟(jì)快速的數(shù)值模擬方法成為其設(shè)計優(yōu)化的重要手段。然而，對于偏濾器臨界熱流的數(shù)值模擬方法目前尚不成熟，在預(yù)計準(zhǔn)確度上也有待提高。針對此問題，本文進(jìn)行了以下研究： 首先，針對均相流沸騰模型對于臨界熱流計算準(zhǔn)確性不足的問題，采用對時間松弛因子的Hertz-Knudsen公式修正，改進(jìn)其對單邊高熱流下管內(nèi)汽液轉(zhuǎn)化效率和換熱效率的計算精度，來提高模型計算準(zhǔn)確性。通過與Ronald等人的試驗數(shù)據(jù)對比，修正前模型計算得到的臨界熱流值與試驗值誤差達(dá)到了180%，而修正后的模型計算值與試驗值誤差降低至20%以內(nèi)，且修正后模型計算得到的兩相體積分?jǐn)?shù)和換熱系數(shù)等分布較為合理。 然后，為改進(jìn)兩流體模型在過冷沸騰計算中對膜態(tài)沸騰階段計算的有效性，采用含汽量分布函數(shù)的方法來描述氣泡流、攪拌...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究發(fā)展情況
        1.2.1 臨界熱流預(yù)測方法
        1.2.2 沸騰兩相流數(shù)值模擬方法
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第二章 沸騰數(shù)值模擬模型分析
    2.1 均相流沸騰模型
        2.1.1 均相流模型
        2.1.2 沸騰計算模型
        2.1.3 均相流沸騰模型分析
    2.2 兩流體沸騰模型
        2.2.1 歐拉兩流體模型
        2.2.2 沸騰計算模型
        2.2.3 兩流體沸騰模型分析
    2.3 本章小結(jié)
第三章 偏濾器臨界熱流均相流沸騰模型計算方法研究
    3.1 物理模型及網(wǎng)格劃分
    3.2 數(shù)值計算方法及邊界條件
    3.3 數(shù)值計算結(jié)果分析
    3.4 均相流沸騰模型修正
    3.5 改進(jìn)的均相流沸騰模型計算結(jié)果分析
        3.5.1 模型修正可行性分析
        3.5.2 壁面換熱特性分析
        3.5.3 冷卻通道內(nèi)氣體體積分?jǐn)?shù)分布分析
        3.5.4 冷卻通道內(nèi)流場流動分析
        3.5.5 壁面溫度分布分析
        3.5.6 模型計算適用性分析
    3.6 本章小結(jié)
第四章 偏濾器臨界熱流兩流體沸騰模型計算方法研究
    4.1 物理模型及網(wǎng)格劃分
    4.2 數(shù)值計算方法及邊界條件
    4.3 數(shù)值計算結(jié)果分析
    4.4 兩流體沸騰模型修正
    4.5 改進(jìn)的兩流體沸騰模型計算結(jié)果分析
        4.5.1 模型修正可行性分析
        4.5.2 壁面換熱特性分布分析
        4.5.3 冷卻通道內(nèi)氣體體積分?jǐn)?shù)分布分析
        4.3.4 冷卻通道內(nèi)兩相流場流動分析
        4.5.5 壁面溫度分布分析
        4.5.6 模型計算適用性分析
    4.6 本章小結(jié)
第五章 兩種模型計算結(jié)果對比分析
    5.1 冷卻通道內(nèi)氣體體積分?jǐn)?shù)計算結(jié)果對比分析
    5.2 冷卻通道內(nèi)流場計算結(jié)果對比分析
    5.3 壁面換熱系數(shù)計算結(jié)果對比分析
    5.4 臨界熱流計算結(jié)果對比分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本文總結(jié)
    6.2 下一步工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在校期間發(fā)表的論文



本文編號：3801444