套管式换热元件内流动不稳定性研究

针对套管式换热元件内的自然循环流动不稳定性,以单管实验装置为对象进行了不同加热功率和入口过冷度下的实验研究。分析了低压条件下系统内可能出现的不稳定现象及其形成机理,确定了流动不稳定的发生区域,并得到了用无量纲过冷度和加热功率表示的间歇泉和闪蒸不稳定边界。结果表明:在实验加热功率范围内,随入口过冷度减小,系统内相继发生间歇泉和闪蒸不稳定流动。与一般自然循环回路相比,套管式换热元件的特殊性在于其上升段流体向下降段流体传热,因此上升段流体温度降低,汽泡的冷凝现象更严重,更容易出现间歇泉不稳定,并在一定程度上推迟闪蒸不稳定的发生。闪蒸发生时流量振荡周期与流体流经上升段所需时间的比值范围为0.8~1.1。