双探针两相流测量机理的数值模拟

基于流体体积函数(VOF)模型,通过用户自定义标量方程(UDS),建立电导探针测量气-液两相流参数的基本模型。采用所建立的模型对垂直圆管气-液两相流双探头电导探针测量过程进行模拟,得到气泡流动过程中探针外部空间的电场分布。模拟结果显示:气泡通过探针时会引起的电流电压的巨大变化;电流电压分布不受噪声信号、气泡形状变化以及电流电压信号响应滞后的影响。通过模拟得到,当气泡经过探针时会产生电流和电压的近方波信号,该结果能真实反映探针测量气-液两相流的基本过程。     

光纤探针方法测量界面面积浓度实验研究

采用光纤探针测量方法对垂直上升管中空气 水两相流动的界面面积浓度（IAC）分布规律进行研究。实验选用的管径为50 mm,气相、液相折算速度分别为0.01～1 m/s和0～1 m/s。通过高速摄影获取的影像数据对光纤探针法的测量精度进行评价和标定,获得IAC径向分布。利用IAC数据对几类IAC计算模型进行评价,基于截面含气率变密度模型给出平均IAC与中心截面含气率的关系式。通过与其他实验数据进行比较,表明新关系式具有较高的计算精度。     

双探头光学探针识别受热工况两相流流型的基本方法研究

由于流型识别手段受到限制．目前常用的流型图以及流型转变判据．都是在绝热工况下根据实验得到的；关于受热工况两相流流型还没有足够的实验数据。光学探针的运用为受热工况两相流流型的研究提供了有力的测量手段。本文对双探头光学探针4种流型识别的基本方法进行了研究，包括探针原始电平信号概率密度函数(PDF)分析识别流型、信号时序波形识别流型、空间波形识别流型以及汽泡尺寸PDF分析识别流型。研究结果表明，汽泡贯穿弦长PDF分析可得出满意的流型识别结果。     

环形折流板和标准喷嘴筛板脉冲萃取柱性能研究

在动力堆乏燃料后处理中间试验厂1A单元工艺条件下,对柱径为120mm、自由截面积为25％、板段有效高度为2575mm的环形折流板和标准喷嘴筛板脉冲萃取柱的性能进行了试验研究。含铀体系的流体力学试验结果表明环形折流板和标准喷嘴筛板柱的液泛通量分别为2.29和1.60cm/s;处理环形折流板柱的液泛比标准喷嘴筛板柱的快速。传质试验结果表明两种柱型的理论级当量高度皆为700mm,传质单元高度皆为210mm,铀的萃取率为99.99％,但环形折流板柱的可操作区域比标准喷嘴筛板柱的宽。环形折流板柱的性能优于标准喷嘴筛板柱。     

吹气法在线测量折流板脉冲萃取柱脉冲操作参数

在柱径为38、50和100mm的折流板脉冲萃取柱中，以30％TRPO煤油溶液和1mol/LHNO₃溶液为体系，研究吹气法在线测量脉冲萃取柱的脉冲频率和脉冲振幅。实验结果表明：吹气法所得的瞬时压降信号可准确确定脉冲频率，而瞬时压降信号的1个周期面积可确定脉冲振幅。峰面积值与脉冲萃取柱的板数和板开孔率参数成正比，与柱径和脉冲振幅成指数关系。在此基础上，得出了30％TRPO煤油/1mol/LHNO₃体系脉冲振幅的经验关联式，并在两相流条件下得到了验证。     

光学探针测点位置对受热工况两相流流型识别的影响

采用汽泡尺寸概率密度函数(PDF)分析的方法，研究了探测点径向位置对流型识别的影响。结果表明，受热工况下该影响不可忽视。考虑到探测点空间位置对受热工况流型识别的影响，同时为了简化测量与分析，本文提出了“两点判别法”。实验结果表明，该方法对于垂直受热圆管可以得出准确的流型识别结果。     

吹气法在线测量脉冲萃取柱参数研究

用吹气法在线测量脉冲萃取柱参数。结果表明两相界面测量的偏差在±4mm以内,脉冲频率测量的相对偏差在2％以内,存留分数测量的相对偏差在±5％以内。由信号曲线得到的参数S与脉冲腿中的表观脉冲振幅之间存在较好的线性关系,脉冲柱内真实振幅与表观振幅和频率比值之间也存在相关性较好的线性关系。可通过吹气法测量脉冲萃取柱中的真实振幅。     

摇摆状态下两相流动局部参数光学探针测量实验

为了获取摇摆状态下气-液两相流动的局部界面信息,提出摇摆状态下通过探针获取两相流动局部时均界面参数的测量及信号处理方法。将自制的双传感器光学探针应用于摇摆状态下气-液两相流实验研究。通过实验验证摇摆状态下利用光学探针测量界面参数的可行性。相对于压降测量方法得出的空泡份额,探针测量方法的平均偏差仅为8%。     

吹气法直接确定折流板脉冲萃取柱液泛特征

当脉冲萃取柱处于液泛操作状态时,理论分析表明,吹气法所测量的柱重时均压降信号随时间延长而增大,这一结果在以30%TBP/煤油溶液和1mol•L^-1HHNO₃溶液为体系的50mm折流板脉冲萃取柱中得到了验证。在此基础上,给出了工业上应用吹气法直接确定液泛特征的实验步骤。     

双液闪法测量微秒脉冲中子源参数技术研究

微秒脉冲中子源相对于纳秒脉冲中子源有相对高的脉冲中子产额,微秒脉冲中子源在核物理实验研究中有着较为广泛的应用,因此其脉冲参数的准确测量对于其有效应用有着重要意义.论文采用双液闪法测量了微秒脉冲中子参数,液闪探测器使用了直径5.08 cm的等高圆柱形的BC -501A探测器,测量得到了脉冲底宽分别为40、50和200μs的微秒脉冲的脉冲宽度、脉冲周期、脉冲中子产额等实验数据,该实验技术可供相关实验人员参考.     

外置吹气杯测量折流板脉冲萃取柱柱重压降

在内径为0.3 m和高度为5.6 m的折流板脉冲萃取柱中,分别采用内置吹气杯和外置吹气杯对柱重压降信号进行了测量和比较。实验结果表明,两种吹气杯安装方式所测量的结果一致。因此,为了避免由于内置吹气杯所造成的钚纯化循环脉冲萃取柱异形下澄清段的设计和加工难度,推荐可使用外置吹气杯来测量该工段的脉冲萃取柱柱重压降。     

气容和气阻对脉冲萃取柱柱重瞬间压降信号测量的影响

本文从理论和实验两方面对吹气法测量中气容和气阻的影响进行了系统研究。结果表明,气容和气阻对压力波动信号有明显的衰减作用,而对压力波动信号的延迟作用可忽略,随着气容体积的增大和气阻内径的减小,衰减作用增强;气容和气阻组合的衰减作用大于相应的单气容或单气阻,先气阻后气容组合方式的衰减作用大于先气容后气阻的衰减作用;气容和气阻的引入对吹气管出口处的气速影响不大,所以对吹气杯的设计没有影响。本文的理论与实验结果为吹气法中气容和气阻的设计应用提供了基础。     

吹气管长度对脉冲萃取柱柱重瞬间压降信号测量的影响

本文从理论和实验两方面对吹气法测量中吹气管长度的影响问题进行系统研究，主要包括吹气管长度对柱重压力波动幅值测量的影响和对柱重压力波动的相位延迟作用两个方面。结果表明，在吹气管长度不大于17 m时，柱重压力波动幅值的变化可忽略，而大于17 m时，则有明显的衰减，需通过模型计算的衰减系数进行实际波动幅值的计算；吹气管长度对压力波动的相位有明显的延迟作用，延迟时间随吹气管长度的增大而增大，这个延迟作用在压差测量中如果吹气管长度不一致，会对测量结果有很大影响。理论计算的气体流速为吹气杯体积的估算提供了一个重要方法，计算表明，本实验中50 mL的吹气杯可满足吹气法要求。本文的理论与实验结果为吹气法的设计应用提供了基础。     

流道倾斜对环形通道内汽-水两相流压降的影响

以去离子水为工质,在P=1-3 MPa、(G=190～1050 kg/m/(m2·s)、ΔTsub,in=20～70℃、q=304～1873 KW/m2的参数范围内,研究了垂直上升、倾斜向上30°、倾斜向上600°3个不同方向下环形通道内汽-水两相流压降.环形通道当量直径为7mm,加热方式为内管单面加热.通过分析流道倾斜角度和空泡份额对两相流压降的影响,提出了倾斜上升流中两相流压降受流道倾斜影响程度的判据式.在判据式的基础上,进一步提出了倾斜上升流道内两相流压降计算修正关系式.结果表明,用修正后的压降关系式验证本实验倾斜两相流压降,预测结果令人满意.     

反应堆核燃料组件定位格架的两相流动压降计算

燃料组件定位格架的两相流动压降计算是反应堆热工水力计算的一个重要内容.本文从两相流动的机理分析入手,根据动量平衡关系推导出了定位格架的两相流压降计算关系式.并用实验数据进行了验证,实验数据与计算公式之间的偏差不超过±30%.     

内螺纹管中汽-液两相流体摩擦压降特性研究

在压力为9～22MPa,质量流速为600～1200kg/(m2·s),含汽率为0～1的工况范围内,对Φ38.1mm×7.5mm的6头内螺纹管中汽-液两相流体的摩擦压降特性进行了试验研究。试验段采用水平绝热布置。试验结果表明:压力对两相流摩擦压降的影响很大,随压力增加,两相流摩擦压降倍率减小,在临界压力附近,两相流摩擦压降倍率趋近于1;随含汽率增加,两相流摩擦压降倍率先增加,然后有减小的趋势;随质量流速增加,两相流摩擦压降倍率减小。用于计算单相水摩擦压降系数以及用于计算汽-液两相流体摩擦压降的试验关联式被提供。     

并联管内压力降型水动力不稳定的试验研究

在高压汽水回路上对3根并联蒸发管内两相流压力降型水动力不稳定进行了试验研究．分析了系统压力、质量流速、入口过冷度、出口节流和上游可压缩容积对压力降型不稳定的影响。得出了压力降型不稳定的脉动起始点,给出了3根并联管中计算不稳定起始条件的无因次经验公式,为大型电站锅炉和蒸汽发生器的设计提供依据。     

Void Fraction and Pressure Drop in Liquid Metal Two-Phase Flow

This paper describes a new correlation for predicting a two-phase frictional pressure drop multiplier, and discusses the pressure level effects and the mass velocity effects. This correlation predicts satisfactorily the frictional pressure drop not only for liquid metals but also for ordinary fluid two-phase flow in a wide range of flow variables.

The authors' void fraction correlation previously proposed is also compared with published data of void fraction for liquid metal two-phase flow, and is found to represent well the mass velocity effects. Wettability and magnetohydrodynamic effects are discussed briefly in relation to the hydrodynamic characteristics of liquid metal two-phase flow.