熔鹽堆在運行過程中會產(chǎn)生中子毒物氙和氪,隨燃料鹽在反應(yīng)堆中循環(huán),對反應(yīng)堆的反應(yīng)性穩(wěn)定產(chǎn)生不利影響。所以,為保證反應(yīng)堆的安全運行和中子利用率,熔鹽堆在運行過程中必須能夠?qū)ζ洚a(chǎn)生的裂變氣體進行不間斷去除。研究表明,美國橡樹嶺國家實驗室ORNL提出的分離器設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單、除氣率高。但由于設(shè)計的細節(jié)和關(guān)鍵參數(shù)都沒有公開發(fā)表,因此,本文的研究目的是通過實驗研究和數(shù)值模擬的方法,給出分離器內(nèi)部的流場結(jié)構(gòu)與壓力分布和氣泡運動規(guī)律,以明晰分離器中氣柱的形成原理,為我國熔鹽堆研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和設(shè)計參考。本文首先建立導(dǎo)葉式分離器的三維流體域幾何模型,然后通過CFD軟件Fluent和CFX對分離器內(nèi)的兩相分離過程進行模擬,通過網(wǎng)格無關(guān)性驗證確定最佳的計算網(wǎng)格數(shù)量,通過與實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)的對比,確定最佳的湍流模型和多相流模型。在確定計算方法后,通過模擬氣柱的形成過程,計算渦流場的分布和氣泡的受力情況,并據(jù)此得出氣相的運動軌跡和氣泡的聚合情況,從機理上對分離器實現(xiàn)除氣的工作原理給出合理的解釋。在此基礎(chǔ)上,模擬不同流量、不同空泡份額、不同出口壓力、不同氣泡尺寸和不同除氣區(qū)長度等工況下分離器內(nèi)兩相的流動情況,找到影...

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外各種形式分離器研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究內(nèi)容
第2章 前處理及模擬方法對比
    2.1 幾何模型
    2.2 網(wǎng)格劃分
        2.2.1 計算域塊剖分
        2.2.2 網(wǎng)格生成
    2.3 網(wǎng)格無關(guān)性驗證
        2.3.1 網(wǎng)格敏感性分析
        2.3.2 網(wǎng)格無關(guān)性驗證
    2.4 湍流模型
    2.5 兩相模型
        2.5.1 非均相流模型
        2.5.2 相間動量傳遞
    2.6 求解器
    2.7 離散格式
    2.8 邊界條件
    2.9 壁面函數(shù)
    2.10 本章小結(jié)
第3章 分離器內(nèi)流場分析
    3.1 實驗驗證
    3.2 單相流場分析
        3.2.1 軸向速度分布與軸流向反轉(zhuǎn)面
        3.2.2 切向速度分布與平面渦流模型
    3.3 氣柱形成過程
    3.4 兩相流場分布
    3.5 氣泡受力分析
    3.6 氣泡聚合分析
    3.7 本章小結(jié)
第4章 除氣率影響因素分析
    4.1 流量對分離效果的影響
    4.2 氣泡直徑對分離效果的影響
    4.3 入口含氣率對分離效果的影響
    4.4 出口壓力對分離效果的影響
    4.5 除氣區(qū)長度對分離效果的影響
    4.6 本章小結(jié)
第5章 導(dǎo)渦葉輪結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    5.1 實驗研究
    5.2 數(shù)值模擬
        5.2.1 導(dǎo)渦葉片重覆蓋角
        5.2.2 導(dǎo)渦葉輪出口角度
        5.2.3 導(dǎo)渦葉輪葉片長度和數(shù)量
        5.2.4 導(dǎo)渦葉輪葉片后緣線
        5.2.5 導(dǎo)渦葉輪輪轂外形
    5.3 本章小結(jié)
第6章 導(dǎo)葉式分離器對不同工質(zhì)的分離特性
    6.1 工質(zhì)物性對分離效果影響分析
    6.2 導(dǎo)葉式分離器在熔鹽堆中的工作特性
    6.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及取得的科研成果
致謝



本文編號：3852432