竖直下降两相流相界面结构输运特性

竖直下降两相流具有与竖直上升两相流不同的相界面结构特征及输运特性。本文对竖直下降管内的气水两相流进行了实验研究,运用微型四头电导探针对7.5、31.5及55.5倍管径横截面处的空泡份额、相界面浓度、气泡直径、气泡频率及气泡速度等相界面结构参数的局部分布进行了测量。分析获得了相界面结构参数的沿程变化规律,并研究了气相表观流速对相界面结构发展的影响及一维相界面结构输运特性。发现竖直下降泡状流的升力指向管中心,导致相界面结构参数基本呈中心峰值分布;气相表观流速的增大会提高空泡份额和相界面浓度分布的峰度;竖直下降两相流在距入口31.5倍管径处基本达到充分发展。     

环形流道两相流特性实验研究

在日本原子力研究所的一个两以试验台架上,进行了环形流道空气－水丙相流窟泡份额和逆向流试验,观察了其流型。通过试验和分析,提出了漂移流模型中分布系数Co和气相漂移速度Vgi的经验关系式;得到了逆向流Wallis表达式的拟合参数。对试验结果的分析表明,当流道间隙很小（Bond数小于1）时,流型和两相流动与间隙较大时有所不同。     

管内向下气液两相流动界面参数分布特性

借助双探头光纤探针测量方法,对管内竖直向下空气-水两相流动的界面参数局部分布特性进行了实验研究。实验段采用内径50 mm、长度2 000 mm的圆管,气液两相表观速度范围分别为0.004～0.077 m/s和0.43～0.71 m/s。实验结果表明,不同于竖直向上两相流动中局部界面参数径向分布呈现的“壁峰”或“核峰”型分布,向下流动中局部界面参数径向分布呈“壁峰”或“宽峰”型分布;向下流动时空泡份额截面平均值均比向上流动时大119.6%～145.0%,界面面积浓度截面平均值比向上流动时大18.8%～82.5%;向下流动时界面参数分布表现出明显的均匀化趋势。     

5MW核供热堆自然循环两相流流动特性分析

实验研究在５ＭＷ核供热堆热工水力学模拟系统ＨＲＴＬ－５上进行。计算分析采用带有质量,蒸汽质量,能量及动量守恒方程的一维两相流漂移模型。用Ｃｌａｕｓｉｕｓ－Ｃｌａｐｅｙｒｏｎ方程计算上升段中闪蒸起始点。通过在过冷沸腾区,饱和沸腾区及上升段中推导守恒方程,得到可描述自然循环两相流系统特性的常微分方程组。用时域法求解。研究表明过冷沸腾及空泡的闪蒸对空泡分布,系统循环流量及流动稳定性都有很大影响,且系统压力越低,过冷沸腾及闪蒸的影响越大;在相当宽的两相流动条件下,加热段中只发生过冷沸腾;揭示了两相流不稳定时振荡的传播特性。在５ＭＷ核供热堆条件下理论分析与实验结果吻合得很好。     

管束通道内沸腾两相流特性的研究

以R113为工质,采用高速动态分析仪对垂直管束通道内的沸腾两相流型及其转变特性进行了实验研究。对管束狭窄通道内沸腾两相流型进行划分,并与圆管内的两相流型进行比较,在此基础上对通道几何形状及物理参数对管束通道内沸腾两相流型及其转变特性的影响进行分析,为进一步对管束通道内流型判定、沸腾换热及阻力压降的研究奠定了基础。     

并列螺旋管圈管内两相流不稳定性程序OTSGI

研究了螺旋管直流蒸汽发生器两相流不稳定性。利用线性化频域理论，采用分相模型，考虑一邓管壁动态特性，建立了螺旋管直流蒸汽发生器两相充不稳定数学模型，编制了计算ＯＴＳＧＩ，分析了人口节流圈、系统压力等因素对不稳定性的影响，给出了螺旋管直流蒸汽发生器两相不稳定区域。     

低压,低干度自然循环系统两相流动特性

在大型热工水力学实验回路ＨＲＴＬ－２００上，以水为工质，在压力１．０￣４．０ＭＰａ加热功率２７￣２４０ｋＷ，入口欠热度５￣８０℃，加热段出口质量含汽率小于５％的实验参数范围，研究了系统压力，加热功率，冷却剂入口过冷度及人口阻力等对低压，低干度自然循环系统的两相流稳定流动及不稳定流动特性的影响。实验结果表明上述参数对循环流量，流动稳定区及流动振荡特性均具有影响。所进行的实验研究，参数范围包括了２００     

竖直圆管内气体-铅铋合金两相流动特性数值研究

采用基于力平衡理论的漂移流模型,对竖直圆管道内气体-液态铅铋合金（LBE）两相流的空泡份额进行预测。通过数值计算得到气体-液态LBE两相流在不同流道半径、Bankoff指数、Galileo数下的液相流速分布、切应力分布和空泡份额分布规律,分析了漂移流模型分布参数与上述宏观参数的内在联系。研究结果表明,预测得到的空泡份额及分布参数演化规律都与实验结果符合较好。本研究建立的数值计算方法能够用于圆管内气体-液态LBE两相流流动特性研究,为铅铋快堆蒸汽发生器传热管破裂（SGTR）事故中空泡份额等关键两相流参数的快速测算提供参考。     

反应堆失水事故条件下热管段内的两相流逆向流动研究

对反应堆失水事故条件下热管段内的两相流逆向流动过程进行了实验研究和理论分析。实验回路由竖直管、倾斜管和水平管三段组成 ,研究发现在这种回路中水平管的长度对逆向流动的溢流开始点影响较大。对逆向流动的溢流开始点进行了实验研究和理论分析 ,对现有的国外计算模型进行了分析和比较 ,推荐了热管段内溢流开始点的计算关系式。     

倾斜管内汽水两相流传热恶化区传热特性的研究

本文研究了φ32mm×3mm,倾角为14°和10°的不锈钢管内沸腾传热恶化特性。针对流动不均匀性,讨论了各参数沿周向分布的不均匀性,提出在整个传热恶化区域,存在两种不同的传热恶化机理,基于传热与流型有关的设想,首次采用两相折算流速来整理传热恶化数据,获得了折算流速与最大内壁超温峰值的关系曲线。实验研究证明,用两相折算流速来整理数据,不仅“浓缩”了数据,而且揭示了各运行参数间一些新的规律。     

Characteristics of Counter current Gas-Liquid Two-Phase Flow in Vertical Tubes

Investigations into the flow pattern and the void fraction for countercurrent air-water flow in vertical tubes of diameter D = 40 and 80 mm were reported. The flow maps were presented and showed slug flow regime occupied larger portion on them. The void fraction was measured by the quick-closing valve technique, in bubbly and slug flow regime.

The void fraction data available in the literatures as well as present work for counter- current flow in vertical tubes were correlated in terms of dimensionless groups. The experimental results of the present work were also compared with the drift flux model.     

Countercurrent Air-Water Flow in Two Vertical Channels

Experiments on countercurrent air-water flow were performed in two vertical channels with the same cross section as a BWR channel, but shorter channel length, which were interconnected with upper and lower plenums. Water and air were injected into the upper and lower plenums, respectively, and the air velocities in the two channels were measured. The air velocities differed in the two channels under the conditions where the differential pressure between the upper and lower plenums decreased with the increase in the air velocity. The air velocity ratios between the two channels were calculated using measured single channel characteristics. The calculated results showed the same trends as the data.     

垂直并联管低质量流速自补偿特性的研究

针对直径为31.8mm、壁厚为6.0mm的六头内螺纹管,建立了垂直并联管的物理模型,对垂直并联管的自补偿特性进行了理论计算与实验研究.理论计算表明:具有热负荷偏差的并联垂直管组有明显的自补偿特性;吸热量较小的垂直管内工质的质量流速随吸热量的增加先减小,后增大;当管内工质的质量流速接近或超过平均质量流速,系统的自补偿特性...     

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．     

Combinated Flow Pattern Map for Cocurrent and Countercurrent Air-Water Flows in Vertical Tube

Flow patterns for cocurrent and countercurrent air-water flows in vertical tubes (40 and 80mm I.D.) at volumetric flux densities of air and water in the ranges ?115–158 and ?100–102 cm/s were observed. A flow pattern map presenting the entire data of the observed flow patterns, i.e. bubbly, slug and annular flow for each mode of flow operation (upflow, countercurrent flow and downflow) were presented on the j_l vs. j_g plane. The flow pattern maps showed significant difference of flow pattern transition boundaries with upflow, countercurrent flow and downflow. Flow pattern transition curves were smoothly continuous with the change of the direction of water flow, on the other hand the change of flow direction of air showed complicated effect on flow pattern transition near zero j_g . Comparison of the present flow pattern data with the reported general flow pattern maps for upflow showed that the correlation of Taitel et al. for bubble-slug flow transition is applicable to both cocurrent and countercurrent air-water flows.     

竖直管内弹状流向搅混流转变界限的判定

本文对两种不同管径的竖直管内弹状流向搅混流转变界限的判定进行了实验研究.实验发现,在弹状流向搅混流转变的过程中,管内压力会随气体流量的增加出现先降低后上升的非单调性变化.通过对管内压力和摩阻变化的理论分析,并在可视化观察的基础上,提出压力变化曲线的转折点即为搅混流产生的起始点.然后根据实验数据,绘出两种不同管径下的搅混流转变界限.     

微波浪管传热与阻力特性实验研究

本文以水为工质,对3种不同结构微波浪管内传热与流动特性进行实验研究。在保持热水侧温度和流量不变的情况下,通过改变冷水侧的流量进行不同工况下的实验。结果表明：与直管相比,微波浪管传热性能有大幅提高,在Re<10000时,3种微波浪管的Nu最大分别增加了111.5%、166.7%和101.4%,摩擦阻力系数f相应增加了95.1%、96.3%和67.5%;在Re>10000时,3种微波浪管的Nu和f最大分别增加了32.6%、70.6%、61.2%和17.8%、18.1%、12.6%。     

摇摆状态下竖直管内环状流摩擦压降计算

对摇摆状态下3种不同管径的竖直管管内环状流摩擦压降计算进行了研究.以分相流模型为基础,对采用传统奇斯霍姆常数C所得到的环状流摩擦压降计算值与实验值进行比较,发现误差很大.通过分析发现,在摇摆状态下,奇斯霍姆常数C与滑速比呈降幂指数关系.结合实验数据给出了相应的计算关系式,并采用该计算式对环状流摩擦压降进行计算,实验值与计算值符合较好.     

竖直管道内间歇式两相流动沸腾特性分析

自然循环或重力注水过程的热功率、冷却剂流量等操作条件较小,易出现各种流动不稳定现象,影响核反应堆事故的发展进程,间歇式流动沸腾现象就属于其中的一种。以去离子水为工质,采用2×2加热棒束,对内径为32 mm竖直通道内的间歇式流动沸腾现象进行了实验研究,分析了不同热流密度下间歇式流动沸腾不稳定现象的变化规律,讨论了热流密度对间歇式沸腾周期的影响。结果表明,在一定的热流密度条件下,当加热通道内流体达到饱和并过热时,会发生周期性地剧烈喷涌及冷液回流现象,期间伴随泡状流、弹状流、搅混流及环状流等多种流动形态;间歇喷涌周期取决于沸腾停滞时间,随热流密度的不断增大,沸腾停滞时间缩短,间歇喷涌周期也缩短。当热流密度增大到一定程度时,间歇式流动沸腾现象消失,从而转变为另一种两相流动不稳定现象。     

摇摆条件下矩形管内湍流流动特性的LES研究

采用FLUENT软件和大涡模拟方法对摇摆条件下矩形通道内的湍流流体进行了理论研究,分析了各种摇摆条件和矩形通道尺寸对湍流流体流动特性的影响.结果表明,当矩形管比较窄时,管壁会抑制摇摆运动对湍流流体的影响;当摇摆幅度比较小时,摇摆运动对湍流流体的影响比较小;随着矩形管长宽比的减小,管壁上湍流摩擦阻力系数逐渐减小,并呈波形...