基于CFD方法的棒束通道内临界热流密度预测

为研究棒束通道内临界热流密度现象,采用基于对气、液两相分别建立基本守恒方程的欧拉两流体六方程模型和改进的壁面热流密度分配模型,利用CFD商用软件FLUENT 14.5对捷克大型水介质实验回路上开展的临界热流密度（CHF）实验进行数值模拟。通过计算获得CHF发生前、后计算域内重要热工水力参数的分布及CHF发生值,将CFD计算获得的CHF与实验测得值进行对比,结果表明,大多数工况的偏差在±30%以内,证明了欧拉两流体模型结合改进的壁面热流密度分配模型对CHF预测的准确性。本研究可为复杂结构的CHF预测提供依据。     

环形窄缝通道内干涸型临界热流密度的理论研究

在双面加热的垂直环形窄缝通道内,对向上流动环状流的临界热流密度(CHF)进行理论研究,以质量、动量和能量守恒方程为基础建立数学物理模型。对该模型进行数值求解,得到了不同窄缝间隙通道内的CHF和临界含汽率的关系曲线,分析得出压力对CHF的影响,并将理论计算值与实验值进行比较。     

单棒垂直方形通道临界热流密度实验研究

采用R134a作为流体工质,对单棒垂直方形通道临界热流密度（CHF）进行了实验研究。流道横截面为19 mm×19 mm的方形通道,内置外径为9.5 mm的单根加热棒,用来模拟压水堆中典型栅元通道。实验工况通过流体模化方法覆盖了压水堆典型运行工况。实验结果表明,R134a在方形通道内的CHF参数趋势与圆管中水的CHF参数趋势相同,R134a可以替代水作为模化工质;通过对圆管Bowring关系式和Katto & Ohno关系式进行冷壁因子修正,可用于预测带有冷壁的方形通道的CHF;Katto的流体模化方法适用于带有冷壁的方形通道。      

人工神经网络在棒束临界热流密度预测中的应用

基于已有的棒束临界热流密度数据库，采用COBRA-Ⅳ程序计算得到子通道局部临界热流密度数据库。用人工神经网络（ANN）理论对数据库进行训练，得到基于ANN理论的棒束临界热流密度预测模型。预测模型的预测精度显著高于常用经验关系式的预测精度，其预测值的均方差为5.63%。     

小流速工况下窄间隙矩形通道临界热流密度研究

板型燃料堆芯常压池式反应堆在事故下的自然循环工况是由零流速逐步建立起来的．这一过程必须工作在临界热流密度(CHF)限值之下。对此进行了上升流小流速窄间隙矩形通道内的CHF试验研究,并与Sudo公式的预测值进行了对比。结果表明,低流速下的CHF随着质量流速的增加而增加．虽然大部分试验数据低于Sudo预测值,但仍然在Sudo公式-33％偏差范围内。     

用灰色系统理论预测环形通道内液钠的临界热流密度

用灰色系统理论对在两台液钠沸腾实验回路上测得的实验数据进行了钠沸腾临界热流密度（CHF）值影响因素的灰色相关分析,并用GM（1,1）模型对CHF进行预测,选用GM（1,h)模型对CHF进行了建模,计算及预测结果与实验值符合较好。     

水平环形窄通道中的流动不稳定起始点和临界热流密度

本文研究了加热水平环形窄通道中过冷水流动不稳定起始点（OFI）和临界热流密度（CHF）。在OFI试验中，使用了6个不同的试验段，其内径均为6．4mm，环形间隙宽度为0．724-1．001mm，加热段长度为174～197mm。试验参数范围如下：冷却剂（水）质量流速85-1428kg／（m^2s），出口压力0．344、1．034MPa，入口温度50-150℃，表面热流密度0．124-1．0MW／m^2，内外热流密度比0-∞。此外，还在同样的入口温度和出口压力下用除气水和含空气的饱和水进行相似的试验，检验了溶解的不凝性气体对OFI的影响。共进行了138个OFI试验，以确认重要参数的变化趋势。在一维流体守恒方程的基础上提出了一个能很好预测OFI发生条件的理论模型，该模型假设在OSV点之前空泡份额为0，用拟合经验空泡率公式的方法，并考虑了OSV点之后的热力不平衡。 在CHF试验中，试验段内外直径分别为6．45mm和7．77mm（间隙宽度0．66mm），加热段长度185mm。试验参数范围如下：试验段出口压力0．344、1．034MPa，冷却剂（水）质量流速100-480kg／（m^2s），壁面热流密度0．231～1．068MW／m^2，入口水温30-60℃。试验得到的CHF值比垂直试验段结构的CHF预测值低。所有试验中的CHF均发生在较高平衡含汽率条件，位于流道上表面因干涸而发生的流动分层位置。数据通过两种方法进行关联：在3个广泛使用于垂直通道的CHF关系式中引入经验修正倍增因子和用补偿畸变方法进行数据关联。     

关于核电站燃料棒束临界热流密度研究中一些问题的讨论

本文分析了定位格架对临界热流密度(CHF)影响的机理,讨论了如何判断定位格架热工性能的好坏;对我院已做过的几种带不同定位格架的核电站燃料棒束的 CHF 实验结果作了对比分析,并与国外最新的 CHF 经验公式作了对比。     

矩形窄缝通道临界热流密度数值预测

利用已有的实验数据对Weisman模型和Kwon模型的计算结果进行计算与分析.结果表明:2套模型计算偏差分布趋势相似,但Kwon模型的分散度较小,精度更高.对于矩形窄缝通道,已有的汽泡壅塞模型预测精度较差;不宜将汽泡壅塞模型直接用于矩形窄缝通道.结合矩形窄缝通道自身的特性对其中的Kwon模型进行了拓展.改进后的模型具有...     

矩形通道临界热流密度计算模型的实验评价

自然循环条件下,矩形通道内的临界热流密度(CHF)发生受到很多因素影响,目前对其特征的把握尚不完善。将本研究中得到的实验结果与Katto的强迫循环和Zhang的自然循环两种CHF模型的计算值进行比较,分析两种模型在实验条件下的适用性以及入口流速、出口质量含汽率和压力对CHF的影响。研究表明:Katto模型的计算结果普遍高于实验值,而Zhang模型的计算结果与实验值符合较好。随着入口流速的增大,自然循环和强迫循环CHF均逐渐增大;随着出口质量含汽率的增大,两类循环的CHF均减小;随着压力的增大,两类循环的CHF都增大,而在较大压力条件下自然循环CHF的增长速率随系统压力的增大而减小。     

竖直及倾斜环隙流道内自然对流沸腾临界热负荷

以水为工质 ,在常压下对垂直和倾斜环隙流道内的自然对流沸腾临界热负荷进行了实验研究和理论分析 ,得到了计及进出口局部阻力的计算公式 ,讨论了流道几何尺寸、几何形状、倾角、压力和进出口局部阻力等因素对临界热负荷的影响 ,最后提出了一个新的 ,可用于计算竖直环隙、圆管及长方形流道内自然对流沸腾临界热负荷的半经验公式 ,其计算精度和适用范围较现有的计算公式有显著提高 ,原则上不受H/De 值大小的限制。     

Critical Heat Flux in a Heater Rod Bundle Cooled by R-134a Fluid near the Critical Pressure

In the development of supercritical pressure water cooled reactors, it is important to understand the characteristics of a heat transfer near the thermodynamic critical point. An experimental study on the critical heat flux near the critical pressure has been performed with a 5 × 5 square array heater rod bundle cooled by R-134a fluid (P _c = 4:059MPa, T _c = 101°C). The critical power has been accurately measured up to the reduced pressure of 0.99 (4.03 MPa). The critical power decreases sharply at a pressure of about 3.8–3.9 MPa as the pressure approaches the critical pressure. For the low mass fluxes of 50 to 250kg/m², a sharp decrease in the critical power is not observed near the critical pressure. The CHF phenomenon near the critical pressure no longer leads to an inordinate increase in the heated wall temperature such as the case of DNB at normal pressure conditions. In the pressure region close to the critical pressure, there is a threshold pressure at which the CHF phenomenon disappears. When the pressure exceeds the threshold pressure, the wall temperature increases monotonously without a CHF occurrence according to the power level applied to the heater rods. The threshold pressure moves toward the lower pressure region gradually with an increasing mass flux.     

定位格架对4×4棒束临界热流密度流体模化的影响

基于棒束临界热流密度(CHF)流体模化研究现状,进行了 4×4 棒束 CHF流体模化的实验研究。实验结果表明:适用于圆管的CHF流体模化模型不再适用于 4×4 棒束,最后一道定位格架对 4×4 棒束在氟利昂 12中的 CHF有明显的影响,表明定位格架对棒束 CHF流体模化有复杂的影响,需进一步研究。     

管内竖直向上流动水的临界热流密度研究

在高温高压回路上，对φ１０×１竖直管内临界热流密度现象进行了实验研究．实验参数范围为：压力ｐ＝６．３７～１４．７ＭＰａ；质量流速Ｇ＝５７１～５４６６ｋｇ／（ｍ２·ｓ）；人口欠热焓△ｈｉｎ＝９６～７４４ｋＪ／ｋｇ．通过实验，得出了在上述参数范围内的临界热流密度关系式，并用实验数据对Ｂｉａｓｉ关系式和Ｂｏｗｒｉｎｇ关系式进行了评价．     

人工神经网络在圆管临界热流密度数据处理中的研究

利用人工神经网络理论对均匀加热垂直上升圆管内的临界热流密度(CHF)进行了预测。分别采用进口条件、出口条件以及局部条件假设，利用收集到的6941个CHF实验数据中的一半作为神经网络训练的样本，采用训练成功的网络预测CHF值可得到比常规方法更好的效果，其均方差分别为6．6％、10．39％和21．39％。     

矩形窄通道内临界热流密度的小波分析研究

判定临界热流密度值对于核反应堆安全具有重要价值,观察温升速率是一种可行的办法。通过小波函数对矩形窄通道内临界热流实验温升曲线进行分析,可以消除相对较弱的干扰、有效的判断临界热流密度发生值。矩形窄通道可以强化传热、降低临界热流密度值,应用小波分析处理后的实验温升曲线能够较好的证明矩形窄通道的强化换热特点。分别采用Haar函数和Daubechies函数分析判定,保证了小波分析的准确性。从分析结果中发现Daubechies函数比Haar函数对图像细节信号的处理更准确。同时将小波分析的结果与实验结果对比,发现与实验结果吻合良好。     

不对称加热矩形窄缝通道临界热流密度研究

以氟利昂12为冷却介质,对4种加热比条件下的矩形窄缝通道双面不对称加热工况下的临界热流密度(CHF)进行实验分析,获得各种工况下CHF与冷却剂质量流速、入口过冷度、出口含汽率的关系。实验结果表明:低含汽率下,CHF随加热比的增加而增加,随着含汽率的增加,不同加热比的实验通道内CHF差异减小;高含汽率下,CHF随加热比变化趋势与低含汽率的相反。     

The Effect of Vibration on Critical Heat Flux in a Vertical Round Tube

This paper deals with the results of experimental investigations on the effects of tube vibration on critical heat flux (CHF) in order to gain an understanding of the relationship between CHF and flow-induced vibration (FIV). The experiment was carried out in the following range of parameters: diameter (D)=0.008 m; heated length (L)=0.2, 0.4 m; pressure (P)=101 kPa; mass flux (G)=403–2,551 kg/m².s; quality (x)=-0.045–0.289; amplitude (a)=0.0001–0.001 m; frequency (f)=0–70Hz. The CHF generally increases with vibration intensity, which is represented by vibrational Reynolds number (Re _v ); the CHF enhancement is more dependent on amplitude than on frequency. CHF enhancement seems to come from the reinforced flow turbulent mixing effect by vibration in the vicinity of heat transfer surface. Based on the experimental results, an empirical correlation is proposed for the prediction of CHF enhancement by tube vibration. The correlation predicts the CHF enhancement ratio (En) with reasonable accuracy, with an average error rate of -2.18% and 27.75% for RMS.