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相似文献
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1.
采用双探头光学探针测量了摇摆条件下圆管内过冷沸腾局部空泡份额、界面面积浓度及汽泡尺寸等局部相界面参数径向分布特性,根据实验及计算结果,从汽液相界面作用力角度对摇摆运动条件下过冷沸腾相分布机理进行了分析。结果表明:摇摆条件下,浮力径向分量、升力、湍流分散力和壁面润滑力量级约为103 N/m3,附加惯性力与其余诸力相比小2~3个量级。因此摇摆条件下过冷沸腾相分布特性主要取决于周期性波动的升力、湍流分散力、壁面润滑力及浮力径向分量之间的平衡关系。  相似文献   

2.
为研究开口度对自然对流和传热的影响,采用有限容积法对单侧部分开口(2个开口)方腔自然对流进行了二维层流稳态数值模拟。计算结果表明:Ra和开口度的改变对方腔内的温度场分布和涡流结构有显著影响。相同开口度下,平均Nu和无量纲流量随Ra的增加而增加;相同Ra下,无量纲流量随开口度的增加而增加。当Ra>104,可能存在最佳开口度,此时平均Nu取得最大值。  相似文献   

3.
停转后泵的阻力特性对自然循环流量影响明显。为研究低流量自然循环工况下离心泵的阻力特性,设计了实验台架,对离心泵的正向压降、反向压降和损失系数进行了测量,实验雷诺数为2.0×104~1.5×105。实验表明:相同雷诺数下,反向压降明显高于正向压降;雷诺数大于8×104时,损失系数基本保持不变,而低雷诺数下损失系数随雷诺数的降低有增大的趋势;基于实验得到了损失系数的经验关系式。采用CFD方法对离心泵的内部流场进行了模拟,计算表明:CFD方法能较好地预测损失系数,RNG k-ε模型与实验值的相对误差不超过10%;离心泵的压力损失主要集中在叶轮、导叶等结构的交界区域;正向与反向流动的流场分布存在显著区别;低雷诺数下局部流动更加不稳定。  相似文献   

4.
介绍了组装的桶装废物非破坏检测装置及其探测效率获得方法,并将探测效率的实验值与计算值进行了比较,其变化趋势一致。使用137Cs标液制作实验源模拟桶装废物进行验证实验,在放射源随机分布、介质密度低于1.761 g/cm3情况下,计算结果偏差在±20%内;在放射源极端分布、介质密度为1.538 g/cm3情况下,计算结果偏差达-76%~152%,说明该方法用于核设施退役产生的桶装废物的分级是可行的。  相似文献   

5.
基于大型熔融池换热特性试验台架COPRA,分别采用水和非共晶摩尔比例20%NaNO3-80%KNO3混合物作为熔融物模拟物,进行熔融池换热特性试验研究。熔融池瑞利数Ra′可达到1016量级,与反应堆真实情况下的量级一致。试验对比了水试验和熔盐试验得到的熔融池温度场分布和壁面热流密度分布。结果表明,熔融物硬壳的形成对熔融池换热特性产生了明显影响。试验拟合得到了熔融池换热特性关系式,其中热流密度关系式与国际上其他试验得到的结果符合得较好。在同等Ra′量级下,COPRA试验得到的熔融池向下封头壁面的传热量较国际上其他试验的结果低。  相似文献   

6.
了解关键放射性核素3H在某拟建核电厂长距离排放管线地下土壤-水中的迁移行为,可为3H的监测方案和事故工况应急预案提供科学支持和数据支撑。采用贯穿扩散法研究了3H在某拟建核电厂长距离排放管线地下土壤-水中的扩散行为,分析了不同压实密度对3H有效扩散系数(De)的影响,并将获取的有效扩散系数作为溶质运移模型的输入参数,通过Visual MODFLOW软件对模拟区域进行水文建模和溶质运移预测,模拟30 d到10 a期间3H在区域内地下水中的迁移。结果表明:在土壤压实密度介于2 000~2 400 kg·m-3之间时,3H的有效扩散系数介于1.48×10-11~2.83×10-11 m2·s-1之间,在地下水中迁移扩散范围不超过200 m2,且3H污染物中心β活度浓度始终低于1 Bq·L  相似文献   

7.
本文利用二维PIC模拟了超短超强激光与陡峭密度梯度等离子体相互作用过程中电子的加热机制。结果表明,在1023 W/cm2的超短超强激光场与陡峭密度分布的μm级等离子体层相互作用的过程中有质动力加速、大幅度等离子体尾场及共振吸收共同决定了电子束的加速与加热。  相似文献   

8.
受海洋条件影响,浮动核反应堆(FNR)回路冷却剂会发生周期性流量波动现象,影响系统热工水力特性。为研究这一现象,对脉动流条件下5×5燃料棒束的阻力特性进行了试验研究。试验的周期平均雷诺数Reta=0.8×103~9×103,脉动幅值Au=0.2~0.8,无量纲频率ω′1/2=1.26~2.81。试验结果表明:脉动流条件下流体加速会导致瞬时阻力系数大于对应雷诺数的稳态值,减速会使瞬时阻力系数小于稳态值,且这一偏离值随流体流速的减小而增大。此外,在脉动流过程中,周期平均摩擦阻力系数λta和局部阻力系数kta都大于对应平均雷诺数下的稳态值。通过提出无量纲参数Cf=λtast和Csg=kta/kst来评价脉动流对周期平均阻力系数的影响。Cf和Csg随Au和ω′1/2的增加而增加,随Reta的增加而减少。且在相同的脉动流参数下,Csg小于Cf,说明流体波动对定位格架局部阻力的影响较小。最后,通过量纲分析,根据阻力系数的变化规律建立了预测λta和kta的计算关系式,得到了较好的预测结果。  相似文献   

9.
α衰变核素和β衰变核素发射的射线具有电离空气能力而被广泛应用于工业生产中。为研究α或β衰变核素对空气电离能力的大小,本研究采用蒙特卡洛方法模拟理想放射源发出带电粒子在空气中的能量沉积,并结合空气电离理论,计算放射源表面不同距离处电子离子对产生率。利用此计算方法,研究放射源形状、粒子能量、活度和粒子能量分布对电子离子对产生率的影响。结果表明,放射源表面空气中电子离子对产生率的大小主要受放射源活度的影响,而粒子能量及能谱分布等主要影响电离空气范围及电子离子对产生率衰减速率; 3.7×106 Bq/cm2的α放射源最大电子离子对产生率可达1011~1012 cm-3•s-1量级, 3.7×106 Bq/cm2的β放射源最大电子离子对产生率可达109~1010 cm-3•s-1量级。研究结果可提供数据支持,为新的放射性同位素应用技术开发提供理论指导。  相似文献   

10.
《核动力工程》2013,(6):79-82
自由界面流动现象是加速器驱动次临界系统(ADS)无窗靶件研究的重要组成部分。采用计算流体动力学(CFD)方法,对上海交通大学设计的无窗靶件流道结构中的自由界面流动水力学行为进行数值模拟研究。数值模拟使用FlUENT软件平台,采用体积流体法(VOF)与界面追踪方法结合湍流大涡模型(LES),进行Re在3500080000工况下的非稳态计算。模拟结果得到了自由界面稳定性、自由界面宽度、大尺度漩涡结构、漩涡滞止区长度和锥形段流道沿程压力随Re变化的规律。  相似文献   

11.
对方腔内液态金属钠层流自然对流换热过程进行了数值模拟,着重分析了不同热边界条件下瑞利数对方腔自然对流换热过程的影响,得到了腔体局部换热系数分布特点及规律。结果表明,当瑞利数较大时,如大于103,瑞利数对方腔内液态金属钠自然对流换热过程的影响非常显著。随着瑞利数逐渐减小,无论是腔体侧边换热系数,还是腔体底边换热系数,均与纯导热情况下计算结果间的偏差逐渐减小,表明腔内换热机理逐渐以导热过程为主。  相似文献   

12.
13.
An analytical method of evaluating the circumferential variations of temperature and heat flux fields inside and around a displaced fuel rod in triangular rod bundles in turbulent flow is presented with illustrative examples. The analysis consists mainly of the derivation of the simultaneous solutions of a set of heat conduction equations for fuel, cladding and coolant under the assumption of fully developed flow and heat transfer conditions. The local coolant velocity distribution, which is necessary for deriving the temperature field in coolant, is determined by solving the Navier-Stokes equation and the turbulent mixing of coolant is taken into consideration. The results show how the circumferential variations in the temperature and heat flux fields on the outer surface of the cladding increase the lower the ratio and the larger the fuel rod displacement due to thermal conduction and peripheral coolant flow velocity distribution.  相似文献   

14.
为计算液态铅铋(LBE)在环管内不同加热环境下的湍流换热,基于开源计算流体力学程序OpenFOAM开发了四方程模型求解器4eqnFoam。将LBE在平板和圆管内的预测结果与直接数值模拟结果和实验结果进行对比,验证了求解器的有效性。基于该求解器,分别计算了LBE在外壁绝热内壁加热以及内外壁面等热流加热环管内不同雷诺数下的湍流换热量。结果表明:随着雷诺数的增加,两种加热条件下的无量纲温度脉动、雷诺热流、湍流热扩散作用增大,而平均湍流普朗特数减小;当雷诺数增加到一定程度时,平均湍流普朗特数变化不明显。基于4eqnFoam求解器,可为计算LBE热工水力现象提供更多参考。  相似文献   

15.
堆芯是核动力系统的核心部件,其完整性是反应堆安全运行的重要前提。传统核反应堆堆芯热工水力分析方法无法满足未来先进核动力系统的高精度模拟需求。本文依托开源CFD平台OpenFOAM,针对压水堆堆芯棒束结构特点建立了冷却剂流动换热模型、燃料棒导热模型和耦合换热模型,开发了一套基于有限体积法的压水堆全堆芯通道级热工水力特性分析程序CorTAF。选取GE3×3、Weiss和PNL2×6燃料组件流动换热实验开展模型验证,计算结果与实验数据基本符合,表明该程序适用于棒束燃料组件内冷却剂流动换热特性预测。本工作对压水堆堆芯安全分析工具开发具有参考和借鉴意义。  相似文献   

16.
Natural convection heat transfer in a horizontally placed dry spent-fuel storage cask is numerical investigated. The commercial computational fluid dynamics (CFD) code, -3.2 is used and the laminar and turbulent model are employed. The numerical predictions obtained are compared with the experimental data reported by Nishimura et al. [J. Nucl. Sci. Technol. 33 (1996) 821]. The computational results corresponding to laminar model agree well with the experimental data, but the calculated results of turbulent model are higher. The velocity pattern and the isotherms are drawn. With the increasing of Rayleigh number, the heat transfer in the cask changes from conduction dominant mode to convection dominant mode. In the condition of Ram=1.3×109, turbulent model prevails. The convective heat transfer is so strong that almost all temperature changes take place in the region near the wall of the cask. The Rayleigh number Ram and the Nusselt number Num characterized by maximum temperature difference are defined to depict the heat transfer characteristics. It is found laminar and turbulent models predict the same trend but different value. The flow patterns in the cask can be divided to three regimes. In these three regimes, modified Nusselt numbers are proportional to the 0.7, 0.25 and 0 power of the modified Rayleigh number, respectively.  相似文献   

17.
工程上常采用RANS湍流模型进行热工水力相关的数值模拟,然而液态铅铋合金(LBE)具有独特的热物性,常规湍流普朗特数模型和RANS湍流模型对其流动与传热模拟的适用性有待研究。为更准确地描述绕丝燃料组件内LBE的流动与换热过程,本文基于大涡模拟对湍流普朗特数模型和RANS湍流模型进行优选。首先,采用四种湍流普朗特数模型对绕丝燃料组件内LBE的流动与传热过程进行大涡模拟,对比分析实验数据和模拟结果并进行模型优选。基于优选的湍流普朗特数模型,评价RANS湍流模型对LBE数值模拟的适用性和准确性。结果表明,Cheng湍流普朗特数模型和SST k-ω模型对LBE流动与传热模拟的准确性和适用性最高。  相似文献   

18.
采用CFD方法对燃料组件进行过冷流动沸腾数值模拟研究是反应堆热工水力分析的一项重要内容。本研究使用STAR CCM+基于欧拉双流体模型结合壁面沸腾模型对管内过冷流动沸腾进行数值模拟,得到了壁面温度、主流温度及空泡份额的分布。基于实验结果对网格模型、湍流模型、壁面沸腾模型及相间作用力模型的参数设置进行了敏感性分析。研究结果表明,对于欧拉双流体模型,并非网格量越多结果越准确,加热面第1层网格的高度对结果影响显著。湍流模型和曳力模型对计算结果影响较小,非曳力中的湍流耗散力及升力对结果影响较大。Li Quan或Hibiki Ishii汽化核心密度模型与Kocamustafaogullari气泡脱离直径模型组合对壁面温度及空泡份额的计算较准确。本研究可为反应堆燃料组件内过冷流动沸腾数值模拟提供参考依据。  相似文献   

19.
CFD analysis of thermal-hydraulic behavior in SCWR typical flow channels   总被引:1,自引:0,他引:1  
Investigations on thermal-hydraulic behavior in SCWR fuel assembly have obtained a significant attention in the international SCWR community. However, there is still a lack of understanding and ability to predict the heat transfer behavior of supercritical water. In this paper, CFD analysis is carried out to study the flow and heat transfer behavior of supercritical water in sub-channels of both square and triangular rod bundles. Effect of various parameters, e.g. thermal boundary conditions and pitch-to-diameter ratio on the thermal-hydraulic behavior is investigated. Two boundary conditions, i.e., constant heat flux at the outer surface of cladding and constant heat density in the fuel pin are applied. The results show that the structure of the secondary flow mainly depends on the rod bundle configuration as well as the pitch-to-diameter ratio, whereas, the amplitude of the secondary flow is affected by the thermal boundary conditions, as well. The secondary flow is much stronger in a square lattice than that in a triangular lattice. The turbulence behavior is similar in both square and triangular lattices. The dependence of the amplitude of the turbulent velocity fluctuation across the gap on Reynolds number becomes prominent in both lattices as the pitch-to-diameter ratio increases. The effect of thermal boundary conditions on turbulent velocity fluctuation is negligibly small. For both lattices with small pitch-to-diameter ratios (P/D < 1.3), the mixing coefficient is about 0.022. Both secondary flow and turbulent mixing show unusual behavior in the vicinity of the pseudo-critical point. Further investigation is needed. A strong circumferential non-uniformity of wall temperature and heat transfer is observed in tight lattices at constant heat flux boundary conditions, especially in square lattices. In the case with constant heat density of fuel pin, the circumferential conductive heat transfer significantly reduces the non-uniformity of circumferential distribution of wall temperature and heat transfer, which is favorable for the design of SCWR fuel assemblies.  相似文献   

20.
高温气冷堆中间换热器层流边界层的传热特性分析   总被引:1,自引:1,他引:0  
为提高高温气冷堆中间换热器的换热效率,对中间换热器单元流道的层流流动边界层及热边界层进行了理论计算和模拟分析。利用幂次多项式速度分布的方法,对流道内的层流流动边界层和热边界层进行计算,结果表明,三次式的速度分布更为接近Blasius精确解,也更为符合数值模拟的结果。同时,结合不同位置的温度分布,可发现上、下边界层的相遇会使流动进入泊肃叶的抛物线形式,边界层理论继而不再适用。通过模拟还发现,氦气的进口温度和出口压力对于层流边界层的换热基本无影响;恒定热流密度下,壁面温度的变化分为明显的边界层区和泊肃叶区,在这两个区域壁面温度呈线性变化。  相似文献   

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