核電廠中的主管道上連接著數(shù)量眾多的支管,當(dāng)主管道內(nèi)流過高溫流體時會在支管內(nèi)產(chǎn)生湍流滲透現(xiàn)象。由于這一現(xiàn)象涉及到的影響因素眾多,并且支管內(nèi)的流動十分復(fù)雜,目前,關(guān)于湍流滲透的形成機(jī)理研究者們并沒有一個通用的解釋。本文主要通過構(gòu)建滯止支管內(nèi)湍流滲透可視化實驗臺進(jìn)行實驗研究,分別對支管管徑、支管布置方式、主管流體流速、主支管流體是否存在溫差等影響湍流滲透長度的因素進(jìn)行研究。并且通過對選定的實驗工況進(jìn)行數(shù)值模擬計算,來解釋湍流滲透現(xiàn)象中由螺旋流導(dǎo)致的溫度波動機(jī)理。當(dāng)主支管間不存在溫差時,擬合得到在主管為矩形截面通道條件下湍流滲透長度和雷諾數(shù)Re的實驗關(guān)聯(lián)式,并與現(xiàn)有研究進(jìn)行對比。當(dāng)主支管間存在溫差時,溫差會阻礙湍流滲透現(xiàn)象,且溫差越大,湍流滲透長度降低越多。引入主支管流體的運動粘度比vm/vb來在實驗關(guān)聯(lián)式中表征溫差對湍流滲透長度的影響。實驗結(jié)果表明將主支管沿流向夾角由90°改為45°并沒有明顯改變湍流滲透長度。當(dāng)主管換成圓管時,實驗結(jié)果表明主支管管徑比為4.5時的湍流滲透長度已與主管為矩形截面通道沒有差別。支管水平布置和豎直向上布置的情況支管內(nèi)的湍流滲透現(xiàn)象均與支管豎直向下布置不同。對于主支... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－３通過可視化實驗觀察到的流型??對于直支管，無論是無溫差實驗還是有溫差實驗，湍流滲透長度均隨著主管??

第２章實驗系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理??第２章實驗系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理??滯止支管內(nèi)的湍流滲透實驗是研究湍流滲透現(xiàn)象的主要手段之一？。通過滯止??支管內(nèi)的湍流滲透實驗?zāi)軌蛑庇^的觀察和分析不同工況下各影響因素包括支管??管徑、主管流體流速、主支管流體是否存在溫差以及支管是否帶有彎頭等因素對??湍流滲透現(xiàn)象產(chǎn)生的影響。目前針對湍流滲透現(xiàn)象的可視化實驗研宄是有限的，??較少考慮到不同因素對湍流滲透長度的影響。本章設(shè)計搭建了滯止支管內(nèi)的湍流??滲透可視化實驗臺，改變不同條件進(jìn)行實驗。獲得的實驗數(shù)據(jù)用于后續(xù)深入分析。??２．１實驗系統(tǒng)??滯止支管內(nèi)的湍流滲透可視化實驗系統(tǒng)簡化流程圖和實驗段現(xiàn)場圖分別如??圖２－１、圖２－２所示。???（３３???蒸汽加熱ｆｆ進(jìn)?????水箱?＾￣￣??—？—?￣??￣??Ｄ９３?Ｍ?）??注水口??泵??？度計?一一Ｃ？￣——Ｉ???液位９？空＿?—￣｜臓??樣污口＾＂｜?｜??￥壓力計??Ｐｑｊ?１?濃?ｒａ．?１４．??染?＆?劑灌注口?二＾—??￣ｔ８�。荆兀茫幔�?＾?＾?Ｊ—Ａｇｙ－?ｊ?■＊??ＣＭ?ｒａ???Ｉ?；—１１??多眾染色劑樣出口丨?｜?ＦＬＵＫＥ?ｊ??數(shù)鋸采集設(shè)備＾￣??—＇?１?〇?計ｔｒ機(jī)??ａ逨擬像機(jī)捫掇??圖２－１滯止支管內(nèi)湍流滲透現(xiàn)象可視化實驗系統(tǒng)簡化流程圖??１３??

圖２－２滯止支管內(nèi)湍流滲透現(xiàn)象可視化實驗系統(tǒng)實驗段現(xiàn)場圖??實驗系統(tǒng)由實驗段主體、供水系統(tǒng)、實驗測量儀表系統(tǒng)、閥門等控制系統(tǒng)以??及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等組成。實驗開始后，通過泵來提供驅(qū)動力供水在實驗管路里循??環(huán)流動，通過閥門的控制和泵的輸出功率控制來實現(xiàn)主管路流體速度的調(diào)節(jié)。主??管流體流經(jīng)實驗段產(chǎn)生湍流滲透現(xiàn)象，并且預(yù)先在支管內(nèi)灌注了包含染色劑的滯??止流體，用以顯示湍流滲透的長度。當(dāng)需要提高主管內(nèi)流體溫度時，可對水箱內(nèi)??的水進(jìn)行加熱。對每個湍流滲透實驗工況進(jìn)行可視化拍攝，并且采集整個實驗過??程中各工況的實驗數(shù)據(jù)，包括流速、溫度等，用來進(jìn)一步分析。??２．?１．?１實驗段主體??實驗段主體（圖２－２）由亞克力材料制成，方便可視化。根據(jù)實驗選定的工??況的不同，實驗段分為兩個系列（系列１／系列２），系列１共１組管，系列２共??３組管。系列１主／支管均為圓管，主管內(nèi)徑Ｚ）?＝?４５?ｍｍ，支管內(nèi)徑１０?ｍｍ；??第二系列主管矩形截面通道，支管為圓管，每組之間的支管內(nèi)徑不同，主管截面??均為寬ａ?＝?８０?ｍｍ，高６＝?１０?ｍｍ的窄矩形通道。另外對于某些特殊工況其實驗??段包含主支管夾角９０°／４５°兩種結(jié)構(gòu)。兩個系列對應(yīng)的支管內(nèi)徑尺寸見表２－１。每??組都包含有Ａ、Ｂ、Ｃ段以及彎頭段共四段。??系列１的實驗段Ａ如圖２－３所示，為突出實驗段各結(jié)構(gòu)，實驗段各部分比例??１４??


本文編號：3058683