燃料組件的熱工水力特性對核反應(yīng)堆安全運行起著重要作用。壓水堆燃料組件內(nèi)定位格架能增強子通道內(nèi)流動交混,提高換熱特性。因此本文采用激光誘導(dǎo)熒光(LIF)技術(shù)對棒束通道內(nèi)流體的溫度分布特性進行了實驗研究,并開展了相應(yīng)的理論分析,以期優(yōu)化定位格架的設(shè)計,提高反應(yīng)堆的安全性與經(jīng)濟性。為了滿足可視化實驗要求,設(shè)計搭建了棒束通道內(nèi)溫度場測量實驗系統(tǒng),棒束通道基于真實的燃料組件尺寸來設(shè)計加工,其中為了滿足折射率匹配要求,加熱棒選取不銹鋼棒,非加熱棒選取FEP材料。實驗中激光器、高速攝影儀均通過三維升降臺來實現(xiàn)精確定位,保證激光平面的構(gòu)建及實驗圖像的采集。由于實驗圖像在視角、尺寸大小上均存在偏差,因此需要進行圖像后處理。通過選取特征值,完成圖像的空間變換,實現(xiàn)原始圖像的空間匹配,提出了點對點的標(biāo)定方法,對定位格架下游不同截面和高度處溫度場進行重構(gòu)。采用光譜儀獲得了兩種染色劑(羅丹明B和Fl27)的光譜特性,分析了其穩(wěn)定性和溫度敏感性,獲得了兩種染色劑熒光強度隨溫度變化規(guī)律及平均溫度敏感性,并確立了實驗中所需的染色劑濃度,為保證足夠的激發(fā)光強和防止光漂白,激光功率密度范圍確定為6800 W/m^...

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 棒束通道溫度場及換熱特性研究現(xiàn)狀
        1.2.2 測溫技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 LIF技術(shù)在溫度測量方面研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 實驗系統(tǒng)與實驗方法
    2.1 實驗系統(tǒng)
        2.1.1 流動回路
        2.1.2 實驗臺架
        2.1.3 光路與成像系統(tǒng)
    2.2 實驗方法及注意事項
        2.2.1 實驗內(nèi)容
        2.2.2 實驗方法
        2.2.3 注意事項
    2.3 不確定度分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 染色劑驗證與圖像處理方法
    3.1 染色劑特性分析
        3.1.1 RhB光譜特性分析
        3.1.2 Fl27光譜特性分析
        3.1.3 混合溶液光譜特性分析
    3.2 圖像匹配
        3.2.1 圖像配準(zhǔn)的基本原理
        3.2.2 特征值選取
        3.2.3 空間變換
        3.2.4 匹配過程
    3.3 溫度場重構(gòu)
    3.4 本章小結(jié)
第4章 棒束通道溫度分布特性實驗研究
    4.1 標(biāo)定曲線
    4.2 單根棒加熱時溫度分布
        4.2.1 單根棒加熱時實驗工況
        4.2.2 不同加熱棒位置處溫度云圖
    4.3 單排加熱時溫度分布
        4.3.1 單排加熱時實驗工況
        4.3.2 單排加熱時溫度云圖
        4.3.3 流量和熱流密度對溫度分布的影響
    4.4 脈動流下溫度云圖
    4.5 本章小結(jié)
第5章 棒束通道交混特性研究
    5.1 棒束通道內(nèi)交混特性分析
        5.1.1 溫差變化特性
        5.1.2 溫度分布不均勻性
    5.2 溫度波動分析
        5.2.1 單棒加熱時溫度波動
        5.2.2 單排加熱時溫度波動
    5.3 冷熱交混分布特性
        5.3.1 冷熱交混實驗圖像
        5.3.2 冷熱交混時溫度分布云圖
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
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：3811161