双矩形通道密度波不稳定性研究

针对窄间隙矩形通道的密度波不稳定性进行了试验研究,试验采用了断面尺寸为25 mm×2 mm,加热长度为1 000 mm的双扁形矩形通道组成试验段.试验结果发现增加质量流速、入口过冷度、压力,均能增加稳定流动的范围.脉动周期随质量流速的增加而变短,随入口过冷度的增加而增加.压力对脉动周期的影响较小.以无量纲过冷度Nsub和相变数Npch比较不同长度试验段的结果,发现平行矩形通道的结果和平行直圆管的结果基本重合,长度和流道断面形状对流动不稳定性的影响较小.     

平行通道密度波不稳定性研究

本文针对套管式直流蒸汽发生器传热管环隙窄缝通道的流动,采用RELAP5程序对强迫循环并联通道的流动不稳定现象进行研究,指出在进口欠热度较低的条件下,并联通道系统会发生两种完全不同的不稳定现象,即同相密度波不稳定性和管间脉动不稳定性。对密度波不稳定性的发生条件进行研究,在较大的参数范围内确定了各系统参数的影响规律,最终得出流动不稳定边界。并对不同流量条件和不同压力条件下的不稳定性区间进行了比较。     

加热双通道密度波流动不稳定性数值研究

密度波流动不稳定性是影响换热设备安全性和可靠性的重要因素之一,其发生机理十分复杂。本工作基于RELAP5程序对加热通道密度波脉动进行了动态计算分析,揭示了脉动期间流体密度、流量及压降等参数的变化规律,并与两种经典机理进行比较分析。结果表明：密度波脉动期间,通道内流量、密度（空泡）及压降呈周期性脉动,加热通道内轴向不同位置流量不同,进出口流量反相脉动,单向段压降和两相段压降基本反相;加热通道密度波脉动的发生与两相段流量波动传播的延迟性有着密切的关系。     

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.     

一体化反应堆蒸汽发生器内两相流密度波型脉动的预报模型

一体化反应堆由于其固有优越的安全性和广泛用途，受到许多国家的重视。解决两相流脉动问题是发展一体化反应堆的关键技术之一。本文利用两相流动的变密度模型，建立了一体化反应堆蒸汽发生器并联管内高压汽水两相流密度波型脉动的控制方程，运用小扰动线性化方法及拉普拉斯变换和自动控制理论的稳定性判据，提出了系统发生密度波型脉动的预报模型。利用模型，计算了系统发生脉动的界限热流密度，并分析了有关参数对脉动界限的影响，结果与试验符合较好，可用于实际蒸汽发生器的设计     

基于脉动比预处理FFT的密度波不稳定性边界研究

两相流不稳定性试验的数据会包含一定程度的噪声信号。在判断两相流不稳定边界时,传统的基于流量脉动量幅值的方法具有局限性。本文研究了一种基于脉动比预处理的快速傅里叶变换(FFT)方法,通过捕捉密度波不稳定发生时频域上的特征信号来确定稳定边界,并对两组不同工况的试验数据进行分析。试验结果表明,本文方法具有较好的准确性。     

摇摆运动条件下自然循环复合型脉动的实验研究

对摇摆运动条件下的自然循环两相流动不稳定性进行实验研究。实验结果表明：摇摆运动造成的两相流动不稳定性（波谷型两相流动不稳定性）和密度波型脉动相互叠加形成复合型脉动,加剧了系统的两相流动不稳定性。复合型脉动分为不规则的复合型脉动和规则的复合型脉动两部分,复合型脉动仅发生在高欠热度区域。规则的复合型脉动发生边界与相同热工水力参数下的密度波型脉动边界接近且受摇摆参数影响较小。     

螺旋管内汽液两相流密度波型脉动流动传热试验研究

详细介绍了在沸腾通道内部发生汽液两相流水动力不稳定性而出现周期性密度波型脉动时,脉动流动过程中瞬态和时均传热系数的实验研究结果。实验在以水为工质、以螺旋管作沸腾蒸发试验段的中低压闭式循环系统上进行,试验参数范围为：压力p=05～35 MPa,质量流速G=200～2 100 kg/(m2·s),工质进口过冷度ΔTsub=20～90 ℃,试验段壁面热负荷qw=0～540 kW/m2,密度波脉动的周期为T=125～14 s,且主要集中在4～10 s范围内。对密度波脉动过程中瞬态及时均传热系数和其它主要参数的基本特征与变化规律作了分析和描述,提出了表征密度波脉动传热的新的特征准则数和传热系数计算式。     

起伏条件下自然循环密度波不稳定性研究

以自编程序运动条件下自然循环分析程序PNCMC研究起伏条件下两相自然循环密度波不稳定性。研究表明:起伏条件下自然循环系统会发生密度波流动不稳定性现象,起伏引起的流量振荡动与密度波振荡相叠加,最终形成复杂的复合振荡;在长周期(13、23 s)起伏时流量的振荡周期与起伏周期相等,但一个起伏周期内存在多次振荡;在短周期(3 s)起伏时,复合振荡存在着2种状态,低功率时的复合振荡周期性差,表现出不可预测的在某个起伏周期内振荡的突然增强;高功率时,复合振荡表现出较好周期性;起伏条件下系统稳定边界是整体上移,而且周期越小,上移量越大。     

不同流道间隙下矩形通道临界热流密度的实验研究

在氟利昂工质条件下,进行1~3 mm间隙的矩形通道临界热流密度(CHF)的实验研究。研究发现,在1~3 mm间隙的矩形通道内,随着压力的升高,CHF稍有下降;质量流速对CHF的影响呈非单调关系,在低含汽率区随着质量流速的增大,CHF增大;在高含汽率区,随着质量流速的增大,CHF减小;临界含汽量的增加导致CHF明显降低。综合分析表明,在本实验工况参数范围内,流道间隙范围为1~3 mm的矩形通道在相同的工况参数条件下,其CHF基本不受流道间隙的影响。     

并联双通道密度波不稳定性实验研究

采用两个相同的加热通道构成试验段,进行并联双通道密度波不稳定性实验研究。主要研究系统压力、质量流速和入口过冷度对流动不稳定性的影响,并给出过冷度-相变数边界。     

并联通道内超临界水流动不稳定性的数值模拟研究

超临界水的流动不稳定性特征研究是超临界水冷堆热工水力设计的重点,为进一步获得超临界水流动不稳定性发生的内部机理,采用系统分析程序RELAP5对已有实验本体进行建模,并基于已有超临界水不稳定性实验数据开展了计算方法的验证;系统研究了并联通道内超临界水的流动不稳定性规律,并对比研究了超临界水与亚临界水的不稳定边界。结果表明,超临界水的流动不稳定界限功率随入口温度的增加存在变化拐点;相同入口温度下,随压力上升,不稳定界限功率增加,超临界水相比亚临界气-液两相流具有更好的稳定性;无量纲准则数在超临界条件下具有适用性,超临界水不稳定性变化规律与亚临界水具有相似性。     

平行窄隙矩形通道间脉动演化过程的实验研究

基于可视化实验,对平行窄隙矩形通道间脉动演化过程进行了研究.实验采用三面可视的实验本体,在系统压力0.2～0.8 MPa、质量流量60～300 kg/h、入口过冷度20～80℃参数范围内开展.实验结果表明:在平行窄隙矩形通道间,脉动的演化过程与流量的变化、通道内流型的变化以及各特征点的转变过程紧密相关.当通道出口处于饱...     

并联双通道密度波不稳定性理论研究

采用频域法对并联双通道密度波不稳定进行理论研究,建立密度波不稳定分析模型,对热工参数及进、出口阻力系数对密度波不稳定的影响进行理论分析.结果表明,在一定参数范围内,且其他热工参数不变的情况下,增加系统压力、质量流速或入口过冷度,系统稳定性增强;增大入口阻力,系统稳定性增强,增大出口阻力,系统稳定性减弱.     

基于一维漂移流模型的并联矩形双通道密度波流动不稳定性数值模拟

基于一维漂移流模型构建了并联矩形双通道密度波流动不稳定性数学模型。模型中采用Zuber推荐的经验关系式计算两相流体空泡份额,采用Chisholm关系式和中国核动力研究设计院自拟关系式计算两相流体的摩擦压降。求解过程中将质量方程、能量方程与动量方程解耦,并在计算域内沿流动方向依次求解方程组。计算过程中,首先开展稳态计算,在稳态解的基础上,通过添加流量或功率扰动,诱发流体周期性振荡,通过辨识瞬态计算中得到的流量振荡模式来获得流动不稳定边界。采用数值计算获得的密度波脉动图像与实验中观察到的密度波脉动现象的特征基本一致。最后,针对16组典型实验工况开展数值模拟,结果表明,大部分工况下计算不稳定界限热流密度与实验值的相对偏差小于±20%。     

低质量流速垂直并联内螺纹管密度波型不稳定性试验

在高压汽-水两相流实验台上进行了低质量流速垂直并联内螺纹管密度波型不稳定性的试验研究,观察到了垂直并联内螺纹管气-液两相流密度波型不稳定性的一些主要特征。在试验参数范围内就热负荷、系统压力、质量流速、进口过冷度和不对称加热对密度波型不稳定性的影响进行了研究和分析。同时根据试验结果,采用均相流模型得到了密度波型不稳定发生的界限关系式。     

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。     

垂直上升管内密度波不稳定性的研究

在低压自然循环水回路上，对垂直上升管内两相流动密度波不稳定性进行了实验研究，实半记录了不同工况下的脉动曲线，用多元线性回归这实验数据进行拟合，得出一个低压两相自然循环密度波的稳定性判据准则式，实验参数范围为，系统压力Ｐ＝０．２１～１．７５ＭＰａ，质量流速Ｇ＝３４５～１９４７ｋｇ／ｍ＾２．ｓ，进口对冷度△Ｔｓｕｂ＝６～６０℃，加热功率Ｑ＝２．３～２４ｋＷ。