安全性和經(jīng)濟(jì)性始終是核能在當(dāng)今世界能源格局中占有重要地位的保證,作為新堆型設(shè)計(jì)的重要方向,球床水冷堆在這些方面都具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。相比于隨機(jī)堆積球床,規(guī)則填充球床具有更佳的綜合換熱性能,應(yīng)用前景廣闊。開展規(guī)則填充球床內(nèi)單相對(duì)流換熱的研究,對(duì)球床水冷堆的優(yōu)化和球床計(jì)算方法的完善都具有重要的意義。本文使用CFD方法研究了簡(jiǎn)單立方(SC)、體心立方(BCC)和面心立方(FCC)等規(guī)則填充球床在湍流流態(tài)下的單相流動(dòng)和換熱特性及其影響因素,從顆粒和液體工質(zhì)的匹配、球床實(shí)驗(yàn)段兩方面為BCC球床的粒子成像測(cè)速(PIV)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了初步設(shè)計(jì),以期驗(yàn)證速度場(chǎng)的模擬結(jié)果。本文主要的研究工作和結(jié)果如下:1.采用搭橋法處理顆粒間的點(diǎn)接觸問題,確定了合適的球床規(guī)模與橋柱直徑,分析了局部流動(dòng)和換熱特性以及橋柱直徑對(duì)其的影響。結(jié)果表明:SC和FCC球床能簡(jiǎn)化成1/4通道模型,而BCC球床采用單通道模型比較合適,原因是其湍流流場(chǎng)的對(duì)稱性會(huì)從軸對(duì)稱轉(zhuǎn)變成中心對(duì)稱,壓力梯度和Nu數(shù)均得到明顯提高。流場(chǎng)對(duì)稱性變化的位置受到Re數(shù)影響,但未受到球床軸向?qū)訑?shù)的影響。橋柱直徑增加會(huì)降低BCC和FCC球床的局部壓降,但在其不高于0.1...

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.2簡(jiǎn)單立方的兩種衍生規(guī)則結(jié)構(gòu)

規(guī)則結(jié)構(gòu)主要是以菱形和正方形的球?qū)訛榛A(chǔ)建立起來的，大體上分為簡(jiǎn)單立（SC,SimpleCube）、斜方（Orthorhombic）和菱方（Rhombohedra）三類[18]（見圖1.1在簡(jiǎn)單立方的基礎(chǔ)上，還衍生出了體心立方（BCC,BodyCenterCube，圖....

圖1.3顆粒填充床CFD模擬的兩種方法

有時(shí)也會(huì)用到顆粒雷諾數(shù)：ffp0puReρdμ=（1-5）式中，dp是顆粒直徑，m；ρf是流體的密度，kg·m-3；μf是流體的動(dòng)力粘度，Pa·s；ε是孔隙率；h是對(duì)流換熱系數(shù)，W·m-2·K-1；λf是流體的導(dǎo)熱系數(shù)，W·m-1·K-1。需要說明的是，根據(jù)文獻(xiàn)[19~2....

圖1.4Dalman的單列雙球排列

大大強(qiáng)化了硬件的計(jì)算性能，使這種方法得到了廣泛應(yīng)用。早期的孔隙流動(dòng)模擬主要針對(duì)簡(jiǎn)單排列的層流對(duì)流換熱。Sorensen和Stewar（t1974）[23-25]解出了球面恒溫的加熱條件下SC結(jié)構(gòu)內(nèi)Stokes流動(dòng)（Re≤0.1）的速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)，而且其對(duì)流換熱系數(shù)的計(jì)....

圖1.5Derkx和Dixon的交錯(cuò)排列Derkx和Dixon（1996）

大大強(qiáng)化了硬件的計(jì)算性能，使這種方法得到了廣泛應(yīng)用。早期的孔隙流動(dòng)模擬主要針對(duì)簡(jiǎn)單排列的層流對(duì)流換熱。Sorensen和Stewar（t1974）[23-25]解出了球面恒溫的加熱條件下SC結(jié)構(gòu)內(nèi)Stokes流動(dòng)（Re≤0.1）的速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)，而且其對(duì)流換熱系數(shù)的計(jì)....

本文編號(hào)：3941132