液態(tài)金屬作為堆芯冷卻劑被廣泛應用在快中子核反應堆和加速器次臨界核反應堆中,本文主要研究液態(tài)金屬流體的湍流流動換熱特性。通過大渦數值模擬方法,對液態(tài)金屬流體在環(huán)形管道內的流動換熱進行數值模擬,獲得湍流傳熱過程中的平均溫度、脈動溫度、湍流熱通量及湍流普朗特數Prt等物理量。并與普通流體(分子普朗特數為Pr=1.0.Pr=0.4)的湍流流動換熱進行對比,研究液態(tài)金屬流體(分子普朗特數為Pr=0.026.Pr=0.01)的湍流流動換熱特性。 由于液態(tài)金屬流體的低分子普朗特數,液態(tài)金屬在湍流流動換熱中,分子熱傳導在流動換熱中占主導地位,湍流傳熱的作用十分��；且在靠近壁面的無量綱溫度曲線分布會出現線性區(qū)延長、對數區(qū)消失的現象。與普通流體相比,液態(tài)金屬流體的溫度脈動、湍流熱通量變小且趨于平緩。在液態(tài)金屬的流動換熱過程中,隨著雷諾數的減小,其無量綱溫度曲線分布的線性區(qū)會擴大：而其溫度脈動僅僅是數值上變小,峰值位置不變。此外,隨著液態(tài)金屬的雷諾數的變小,液態(tài)金屬的湍流熱通量曲線分布變小且趨于平緩。 不同于普通流體的湍流普朗特數在1附近,液態(tài)金屬的湍流普朗克大于1,且液態(tài)金屬的湍流普朗特數對其分子普朗特數...

【文章頁數】：66 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2.2在不同兩套網格的大潤數值模擬的近壁面速度場分布

下圖圖2.2為兩套網格的大禍模擬的速度在近壁面分布曲線，圖2.2中[/+為使用摩擦速度11^對流向方向進行無量綱化的無量綱速度：=y+為距離環(huán)形管道內壁面的無量綱化距離y+=，/，這里y'為數值模擬計算區(qū)域的節(jié)點到環(huán)形內壁面的距離，V為流體運動粘度。圖2.2中，粗網格（Coa....

圖3.1不同分子普朗特數Pr流體無量綱化平均溫度0+線性區(qū)的分布

液態(tài)金屬的分子普朗特數Pr較小，這導致液態(tài)金屬在瑞流流動中的傳熱普通流體不大一樣。為研究液態(tài)金屬的瑞流傳熱特性，本節(jié)將通過與普通作比較，來研宄液態(tài)金屬的瑞流流動傳熱特性。下面將Pr=0.01、Pr=0.0態(tài)鈉金屬和液態(tài)鉛秘合金）的流體與普通流體（取Pr=0.4、Pr=....

圖3.2不同分子普朗特數Pr流體無量綱化平均溫度0+隨著3；+分布

圖3.2不同分子普朗特數Pr流體無量綱化平均溫度0+隨著3；+分布圖3.2給出了液態(tài)金屬與普通流體的溫度0+隨y+分布，圖3.2中橫坐標y+為對數軸。對于普通流體，首先在最靠近壁面的近壁面區(qū)域中線性增長；在y+=25左右，其溫度開始進入到對數區(qū)域。對于液態(tài)金屬，由圖3.1....

圖3.5不同分子普朗特數Pr流體的無量綱化徑向熱通量[/廣0'+隨y+分布

圖3.4、圖3.5分別給出了普通流體和液態(tài)金屬流體的無量綱化流向端流熱通量[/廣0'+、徑向端流熱通量[；丨+0'+隨著y+的分布。圖3.4中，普通流體的Z方向的瑞流熱通量{；丨+0'+，對分子普朗特數為Pr=1.0的流體，于y+=17,達到其峰值：12.5;對Pr=0.4....

本文編號：3942192