两相自然循环流动不稳定性脉动周期的实验和理论研究

通过实验研究两相自然循环流动不稳定性脉动周期,建立理论模型,用理论分析法得到脉动周期的理论公式。用该公式计算的结果与实验值符合得很好。     

不对称节流和不对称加热对平行双通道管间脉动特性影响实验

研究不对称工况的参数有助于理解和消除平行通道管间脉动，提高系统的稳定性。在热工实验回路上，采用两根平行的圆管进行了不对称节流与不对称加热对管间脉动特性影响的实验研究。结果表明，随着进口节流不对称度增加，界限热功率增加，对脉动周期影响不大，脉动振幅存在非单值性变化；随着加热不对称度增加，界限热功率降低，对脉动周期影响不大，脉动振幅增大。通过整理分析，得到了不对称工况参数下的管间脉动界限判定公式。     

竖直圆管内脉动流量下临界热流密度预测

以预测脉动流动下临界热流密度下降阈值的温度反馈模型为基础,用实验数据对理论预测结果进行修正,并根据修正后的临界热流密度下降阈值拟合了一个流量脉动条件下竖直小管径圆管内临界热流密度的半理论半经验预测公式.该公式预测值与低压低质量流速下Umekawa和Ozawa的脉动流动临界热流密度实验结果相比较,平均相对误差为11.15%,低于Kim关系式21.04%的预测误差.     

矩形通道内脉动层流阻力特性实验研究

针对简谐脉动层流条件下矩形通道内的阻力特性进行理论和实验研究。基于脉动条件下矩形通道内层流流动的数学模型,分析了脉动周期、脉动振幅等因素对摩阻常数的影响,并进行实验验证。结果表明：脉动层流摩阻常数与脉动周期、脉动振幅、通道高宽比和流体性质有关;层流摩阻常数理论值与实验值相吻合,脉动周期越小或相对振幅越大,层流摩阻常数的峰值越大、谷值越小,层流摩阻常数脉动的幅度越大。     

不对称节流和不对称加热对平行双通管间脉动特性影响实验

研究不对称工况的参数有助于理解和消除平行通道管间脉动,提高系统的稳定性.在热工实验回路上,采用两根平行的圆管进行了不对称节流与不对称加热对管间脉动特性影响的实验研究.结果表明,随着进口节流不对称度增加,界限热功率增加,对脉动周期影响不大,脉动振幅存在非单值性变化;随着加热不对称度增加,界限热功率降低,对脉动周期影响不大,脉动振幅增大.通过整理分析,得到了不对称工况参数下的管间脉动界限判定公式.     

矩形通道内脉动层流相位差实验研究

对流量脉动条件下矩形通道内的相位差进行了实验研究，通过建立的脉动层流相位差数学模型，对脉动周期、脉动振幅、通道结构尺寸和流体性质等因素进行了分析，并将实验数据与理论模型结果进行对比。结果表明：矩形通道内，脉动层流的流量变化滞后于压降变化，存在相位差，该相位差仅与脉动周期、流道结构尺寸和流体性质有关，与压降相对振幅无关。     

矩形通道内两相脉动流平均摩擦压降实验研究

通过对截面为40 mm×3 mm窄矩形通道内不同正弦脉动周期、振幅、平均流量工况下氮气 水两相流（平均分液相雷诺数Re_l<10 000,平均分气相雷诺数Re_g<800）进行实验研究,发现两相脉动流与单相水脉动流的规律不同,平均压差对脉动周期、振幅不敏感。应用各经验公式计算的脉动工况下平均摩擦压降的偏差与稳态工况的计算偏差在数值和分布上均无明显差异,且计算值分布在测量值两侧、相对偏差基本小于20%。其中,Mishima-Hibiki方法和Lee-Lee方法的计算结果与测量结果吻合良好,相对偏差在10%以内,说明两相流摩擦压降经验公式同样适用于脉动工况下平均摩擦压降的计算。     

矩形通道内脉动湍流流动特性实验研究

在流量脉动条件下,本文对矩形通道内的湍流流动特性进行了实验研究,通过理论分析,得到了影响脉动湍流的主要作用力和关键的无量纲数,分析了脉动周期、相对振幅等因素对流量与压降的相位差、压降-流量曲线、时均摩阻系数的影响,并与稳定流动状态下的流动特性进行了对比。实验结果表明:对于低频脉动湍流,压降驱动力、摩擦阻力和流体自身惯性力是影响流动特性的主要作用力;脉动湍流中,流量的变化滞后于压降变化,存在相位差;由于流体的惯性作用,脉动周期越小,流量脉动的幅值越小;速度相对振幅增大并超过临界值时,时均摩阻系数会显著增大。     

流量正弦脉动下圆管内单相换热的实验研究

在中低压两相强迫循环实验回路中,并入一个自主设计制造的流量脉动发生器,通过在平均主流量上叠加不同幅值及频率的正弦脉动,模拟动态流动不稳定性下的流量周期波动。对0.4MPa及1.37MPa下不同脉动幅值的脉动波形及不同频率脉动的转换进行了分析对比,发现实验段外壁温及出口流体温度随流量的脉动做同频脉动,出口流体温度脉动滞后壁温脉动约1/4周期。     

简谐脉动流中极点摩擦压降特性实验研究

对筒谐脉动流中加速度为零的极点(如波峰点和波谷点)摩擦压降特性进行了实验和理论研究.实验值与稳态条件下摩擦压降计算值的对比结果表明,相同流速下,脉动流条件下波峰点摩擦压降较稳态计算值略有降低,而波谷点摩擦压降较稳态值增加较多,其幅度随脉动程度的增加(即平均流速和脉动周期降低,脉动速度振幅增加)而增加.针对相同流速下稳态...     

倒U型管蒸汽发生器单相管间脉动现象影响参数研究

本文给出了单相管间脉动起始点的判定准则，且通过实验方法研究了不同一次侧入口温度、二次侧流量及回路阻力系数下单相管间脉动的变化规律。结果表明，随一次侧入口温度的升高，脉动起始点流速会随之呈近乎线性增加；随二次侧流量的增加，脉动起始点流速变化不大，脉动周期变大；随回路阻力系数的增加，脉动起始点流速呈先减小后趋于稳定的趋势，且小的回路阻力系数主要影响脉动起始点流速，大的回路阻力系数主要影响流量的分配。此外，实验中发现局部阻力系数的空间分布对流量分配的影响差别不大。     

自然循环过冷沸腾流动不稳定性的实验研究

以氟里昂作工质,对自然循环过冷沸腾流动不稳定性进行了实验研究,重点研究了流动不稳定性的发生机理以及系统操作参数对流动不稳定性的影响规律：实验结果证实,在自然循环系统内,多数运行工况下会同时发生高频脉动和低频脉动两类流动不稳定性：高频脉动属于声波型脉动,低频脉动属于密度波型脉动。通过实验得出了判断系统稳定性的界限,并使用积分方程无因次分析方法得出了预测流动不稳定性的准则关系式,利用准则关系式拟合实验数据,所得的经验公式与实验结果符合良好。     

超临界锅炉并联倾斜内螺纹管两相流密度波型脉动数值研究

采用一维均相流模型,运用Clausse和Lahey提出的非线性两相流垂直上升单管分析法,考虑倾斜角度、内螺纹管因素,发展了多管道系统不稳定性理论模型;对超临界锅炉并联倾斜内螺纹双管汽-水两相流密度波型脉动进行了理论分析和求解.采用时域法求得密度波型脉动发生时,试验段进口质量流量在各个时间点的数值.根据流量随时间发散或收敛的趋势,判断得到发生脉动的阈值.对脉动时的周期、振幅等特征值进行分析,得到进口质量流量随时间的变化规律.计算得到的各工况下的脉动周期范围大多在5～16 s之间,与实验所得的7～19 s 基本吻合.比较可得,该模型的计算结果与试验数据符合较好,可用于判定是否发生密度波型脉动,为确定锅炉安全运行时的水冷壁参数提供参考.     

矩形通道内脉动层流流场特性理论研究

本文对流量脉动条件下矩形通道内的层流流场分布特性进行了理论研究。分析了脉动周期、脉动振幅和通道结构尺寸3个因素对流场分布的影响。分析结果表明,矩形通道内脉动速度分布取决于流场中各点稳定速度分量和往复速度分量的叠加,由于往复速度的存在,使得脉动速度的分布与稳定流动存在较大不同,并对近壁区的速度梯度产生了影响。     

窄矩形通道内脉动流过渡特性实验研究

针对光滑窄矩形通道内简谐脉动流层流-紊流（Re范围为750~4 450）过渡特性进行实验研究。研究发现,脉动流加速阶段,摩阻系数大于稳态摩阻系数,而在减速阶段摩阻系数小于稳态摩阻系数。Womersley数对层流-紊流临界Re有显著影响,在脉动流加速阶段,临界Re随Womersley数的增大而减小,而在脉动减速部分则相反。通过实验拟合出一适用于预测临界转捩点的经验公式,且与稳态有着良好的衔接。     

中子核反应截面实验数据的参数化理论分析

根据蒸发模型和激子模型，在一定的假设和近似下建立了（ｎ，２ｎ），（ｎ，３ｎ），（ｎ，ｘ）（ｘ＝ｐ，ａ，ｄ，ｔ，￣３Ｈｅ），（ｎ，ｎｐ＋ｐｎ），（ｎ，ｎａ＋ａｎ）．及（ｎ，γ）等十个反应道的中子核反应截面的参数化理论公式。公式中仅含最灵敏的参数，根据所建立的参数化理论公式，编制了参数化理论公式拟合分析程序ＳＦＦ。与实验数据的比较表明：参数化的理论公式可以很好地描述实验数据。     

基于粒子法的流量脉动条件下单气泡上升行为研究

两相流动不稳定性广泛存在于核反应堆、常规动力装置、制冷化工以及航空航天等领域,流动不稳定性通常伴随着流体流速的周期性脉动。本文基于MPS-MAFL方法针对入口流量脉动条件下的单气泡垂直上升运动行为进行了特性分析。结果表明,脉动条件下气泡形状与上升速度均以与入口流量相同的周期波动;且气泡上升速度周期性波动的大小随着液相初始流速以及流量脉动幅值的增大而增大。本文研究结果为深入认识流量脉动条件下两相流构型提供了有力的理论支持。     

热工水力参数对矩形双通道管间脉动的影响

在中国核动力研究设计院热工试验回路上进行了矩形双通道管间脉动试验.对各种热工水力参数的试验研究后得出结论:随着进口过冷度的增加,界限热流密度增大,脉动振幅增大,脉动周期变长,进口过冷度对界限含汽率的影响表现出一定程度的非单值性;随着进口质量流速的增大,界限热流密度增加,界限含汽率减小,脉动振幅增大,脉动周期变短;随着系统压力的升高,界限热流密度和界限含汽率增加,脉动振幅减小,系统压力对脉动周期的影响表现出一定程度的非单值性;根据进口过冷度数Nsub和相变数Npch绘制出的脉动界限图,拟合出判断管间脉动界限的准则关系式:Npch＝3.1419 Nsub 10.014.     

方波加权法测量控制棒效率的原理及其应用研究

对反应性与时间有关的堆动态微分-积分方程,用方波加权解出反应性与所测中子水平的关系。给出两个测反应性的公式。证明落棒法和暂态分析法仅为方波加权法的特例。从理论和实验上证明了方波加权法兼有落棒法和渐近周期法的功能,可以1.测定具有任何插入方式的控制棒的效率; 2.抑制光致缓发中子效应; 3.可以比较快的测量控制棒的刻度曲线。在重水堆上,用方波加权法提供的公式,能克服光致缓发中子带来的困难,迅速而准确地进行控制棒效应测量。     

矩形通道内层流脉动流动相位差分析

通过建立数学模型,对大宽高比矩形通道单相低频脉动层流流动特性进行了分析。研究结果表明：低频率流量脉动未引起流体的速度分布变化,压降与流量间存在相位差,相位差仅与通道窄边尺寸、流体粘性及脉动周期相关。脉动周期及流体粘性越大,相位差越小;窄边尺寸越大,相位差越大。通过建立模型对上述现象进行了分析。