竖直圆管中泡状流含汽率径向分布的统计测量方法

为了研究竖直圆管中高含汽率泡状流的含汽率径向分布,设计了一种测量含汽率径向分布的方法.该方法通过统计投影视图中的像素信息得到泡状流的投影含汽率,根据汽泡投影重叠概率计算出截面含汽率在投影面上的边缘分布;再基于竖直圆管中含汽率分布轴对称的假设,使用改进的傅里叶级数展开方法求解Abel逆变换,计算出含汽率沿圆管径向的分布.为验证该方法的有效性,测量了较低含汽率时的泡状流径向含汽率,并与匹配方法的测量结果进行比较.实验结果表明:此方法能得到高含汽率或含汽率近壁分布等其他方法难以测量的含汽率分布.     

孔板差压噪声的分析及其应用

差压噪声即差压实时测量值与真实值或测量平均值之差,传统的测量将噪声视为对被测量的干扰而设法消除或减小之,而现代测量技术则将噪声视作被测量的信息载体,在两相流参数测量中有着重要的意义。采用Rosemount3051S智能差压变送器和NI4350数据采集卡,并编制LabVIEW数据采集程序,精确地取得了水与气-水两相流通过孔板时的差压噪声,并进行了波形与频谱的对比分析。研究结果表明,利用孔板差压噪声及其频谱可有效地判断差压变送器取压管堵塞故障。     

90°弯头内流体压力脉动特性的大涡数值模拟

以90°弯头在高温气冷堆内的特殊应用为背景,运用大涡模拟方法对90°弯头内的复杂流场进行了数值模拟,并将时均化处理后的结果与实验结果以及RANS稳态模拟结果进行了综合对比。通过对内、外弧面特定监测点的压力脉动信号进行功率谱密度分析,研究了在流动分离和二次流共同作用下弯头内压力脉动的特点。研究结果表明,压力脉动在内、外弧面上的成因不同。内弧面上最大压力脉动功率出现在弯曲角度50°附近区域,主要由流动分离和涡脱落引起;外弧面上最大压力脉动功率出现在弯曲角度12°附近区域,由流体与外弧面的冲击作用引起。     

山茶籽绝缘油的电气及抗氧化性能研究

通过对山茶籽油的碱炼、脱色和减压蒸馏的处理,制取出具有优良电气性能的山茶籽绝缘油.研究了山茶籽绝缘油的理化及电气性能,对比分析了山茶籽绝缘油、菜籽绝缘油和25#变压器油的击穿电压、介质损耗因数和介电常数等电气性能指标;分析了山茶籽绝缘油的抗氧化机理,测试了分别添加7种抗氧化剂的山茶籽绝缘油与菜籽绝缘油的氧化诱导期.试验结果表明,山茶籽绝缘油闪点高,具有优良的电气性能,合理选择抗氧化剂能够提高其抗氧化能力.     

炭黑在氯化丁基橡胶/天然橡胶并用胶中的分布及相互作用

采用氯化丁基橡胶(CIIR)/天然橡胶(NR)并用比为70/30的生胶体系,通过调整混炼工艺改变炭黑在两种不同橡胶相中的分布,研究炭黑分布对CIIR/NR并用胶性能的影响。结果表明：当炭黑更多地分布到NR相中,胶料的门尼粘度、F_L和F_max较大,Payne效应较强,硫化胶的硬度、定伸应力和拉伸强度较大,胶料在低温区的损耗因子(tanδ)较大,在常温及高温区的tanδ较小;而当炭黑更多地分布到CIIR相中,胶料的气密性较好。     

精炼菜籽绝缘油的介电性能

为了研究植物绝缘油在变压器等充油高压电气设备中的应用,分析了精炼处理后菜籽绝缘油的主要介电性能,并进行了试验研究和理论分析,采用介电谱测试仪测量了菜籽绝缘油试品的相对介电常数和介质损耗因数,分析了两性能参数随试验温度、频率变化的规律,并参照相关标准对菜籽绝缘油的体积电阻率进行了研究。同时,测试了#25矿物绝缘油相应的介电性能参数。通过比较分析两类绝缘油介电性能参数温度谱、频率谱的试验结果发现,相对于矿物绝缘油,植物绝缘油具有良好的介电性能。     

高温气冷堆环境模拟装置动态传热特性建模分析

清华大学核能与新能源技术研究院研制了模拟高温气冷堆温度、环境氛围的材料测试装置,可进行1 600℃及以下高温碳还原环境下的各类实验。通过对该实验装置的结构进行适当简化,建立了模拟其高温、真空条件下辐射、导热动态传热特性的二维数学模型。仿真结果与实验装置各测点的实测温度变化趋势一致,可解释实验时观察到的多种动态传热现象。此外,该模型可对材料测试区径向温度分布、不同加热功率条件下发热体最高温度等难以直接测量的重要参数进行估计,给出进一步实验的指导性建议。     

模拟燃料棒通电加热的可视化实验研究

长直棒束是一种结构简单的电加热模拟燃料棒组件。在通电条件下,各单棒间将产生一定的相吸相斥效应。为保证这种加热组件使用的安全性,本实验利用高速摄像机对由9棒束中各棒通电加热后产生的相吸相斥现象进行研究。可视化实验研究结果表明,棒束通入直流电压后将产生一定程度的偏移。通过高速摄像机的逐频播放,观察到当通电电压增加到85V、通电电流为450A时,棒与棒间最大偏移距离约为1mm,且各单棒在通入直流电后的相吸相斥效应随直流电流的大小和通电方向变化而变化。棒束通入交流电后也产生相吸相斥效应,但其产生的效果没有通入直流电后产生的明显。     

高温气冷堆用碳毡材料导热系数测量及反问题计算

碳纤维材料已成为核能、航天等领域不可或缺的重要功能材料,在高温气冷堆及其相关实验中需要使用大量碳纤维保温材料。但由于目前测试方法的限制,相关材料物性参数测量数据严重不足,尤其是缺乏高温1000℃以上的热物性参数,致其使用受到限制。为此,清华大学核能与新能源技术研究院研制了模拟高温气冷堆温度、环境氛围的材料测试装置,可提供1600℃以下的材料性能测试。根据该装置一次典型实验过程的测量数据,详细介绍了采用非线性导热反问题方法确定材料温度相关导热系数的完整过程和具体算法。提出了一种依据稳态、非稳态热传导原理求解反问题的简明算法,该方法既可单独使用,也可为其他反问题算法提供良好的迭代初值。实验确定了高温气冷堆用碳毡保温材料在1600℃以下的导热系数,将为高温气冷堆相关实验和其他特高温条件下的应用提供重要参考。