液态金属钠高温沸腾实验回路应力分析与强度计算

本文主要完成了液态金属钠高温沸腾实验回路的应力分析与计算，确定了回路高温区连接管系的布置型式和支吊架系统，是该回路总体设计的重要组成部分。     

管壳式换热器壳侧传热与阻力性能的实验研究与预测

设计并建立了换热器传热与阻力的综合性能实验台,对1种弓形折流板换热器和2种连续螺旋折流板换热器壳侧的传热及阻力性能进行了实验研究,实验介质管侧为水,壳侧为油;同时基于壳侧传热实验数据;应用遗传算法预测了换热器的总换热量。实验结果表明:在相同的壳侧流量下,螺旋折流板换热器的阻力要高于弓型折流板换热器,正进正出螺旋折流板换热器的阻力高于侧进侧出螺旋折流板换热器;螺旋折流板换热器的换热系数高于弓型折流板换热器,侧进侧出螺旋折流板换热器高于正进正出螺旋折流板换热器,而且流量越大这种优势越明显。预测结果表明通过遗传算法得到的传热关联式所得的换热量比采用线性回归所得的更加接近实验数据,表明遗传算法可应用于工程中换热设备性能的预测。     

基于析因分析的超临界水自然循环流动稳定性研究

超临界水自然循环流动稳定性的研究对反应堆安全有重要意义。通过析因分析方法,分析不同因素及其因素间交互作用对自然循环流动稳定边界的影响。研究发现:对于流动稳定性,效应C(入口阻力系数)影响所占的百分比贡献率最大,约70.89%;其次是效应AB(加热段长度和入口温度交互作用)的影响,其百分比贡献率占到13.26%;之后是效应A(加热段长度)的影响,其百分比贡献率为12.32%。在对脉动周期的影响中,效应A(加热段长度)的百分比贡献率最大,为68.47%;其次为效应C的影响,其百分比贡献率为24.04%。其他因素及其之间的交互作用效应对稳态流量和脉动周期的影响可以忽略不计。     

5×5棒束通道中简单支撑格架对流动过冷沸腾传热的影响分析

采用壁面热分配模型(即RPI模型)对PSBT基准题中的5×5均匀加热全长棒束过冷沸腾传热进行了数值模拟研究。重点分析了加热段末端搅混格架（MVG）下游简单支撑格架（SSG）对棒束通道内流动过冷沸腾传热特性的影响。在水力特性方面,研究发现SSG的形阻压降约为MVG的53%,且对棒束通道内的横向流动具有显著抑制作用。为反映SSG对搅混过程的影响,采用子通道平均横流速度比沿轴向的发展过程对其进行了分析。分析发现,在SSG附近横流速度比迅速衰减,衰减后的横流速度比与光棒束时的大小相当。由于SSG对横流过程的破坏,改变了发热表面的传热特性,在其下游气相迅速包覆加热表面,蒸发热流密度较无SSG情况偏高5%,加热段末端空泡份额偏高0.006,壁面过热度偏高0.3 ℃。     

低高宽比微通道中的流动沸腾不稳定性

以甲醇为工质,在不同进口温度、质量流速、热通量和倾角下对低高宽比矩形微通道中流动沸腾不稳定性进行了研究。在宽广的参数范围内发现存在3类不稳定性：流量漂移静态不稳定性、压力降型脉动动态不稳定性及压力降和密度波复合不稳定性。由于大长径比 （L/D=159.5）实验段本身及实验段上游可压缩容积的存在,导致在水动力曲线负斜率区压力降型脉动的发生。分析了进口温度、倾角、质量流量、热通量等因素对不稳定性的影响,发现压力降型脉动的发生主要取决于质量流量、热通量及进口温度三者的影响,给出了以热力学平衡质量含气率表示的脉动工况界限范围。     

超临界压力区域失压瞬态传热特性数值研究

采用Ansys Fluent 15.0开展水工质在超临界压力区域失压瞬态传热特性的数值研究。通过对比分析计算结果与实验数据,建立了合理的并适用于超临界压力区域失压瞬态工况的数值模拟方法。数值计算结果表明,在模拟的近临界点瞬态工况参数下,实验段出口流体参数已超过该工况的拟临界点参数,但该参数仍处于物性参数急剧变化的拟临界点附近区域,实验段流体从入口区域的不可压缩流动转变为出口区域的可压缩流动,且拟临界点处的质量流速和压降梯度出现峰值。瞬态工况计算结果与Jackson公式计算结果对比分析表明,在临界点附近区域Jackson公式计算的努塞尔数比本文计算的努塞尔数高出20%~50%。      

多孔介质内单相流阻力特性

研究了高雷诺数条件下多孔介质内单相流阻力特性.采用孔隙有效雷诺数(Re)修正了惯性项系数Rf的表达式,得到多孔介质中单相流阻力关系式,对影响多孔介质内单相流阻力特性的因素进行了分析.试验结果表明,惯性项系数Rf与渗透率K、孔隙率ε和Re有关.     

压水堆自然循环比例模化基本方程及相似准则数的研究

在分析压水堆自然循环特性基础上,以漂移流模型作为两相流模型,从独立的单相和两相方程出发,通过无量纲化处理,获得一组相同的无量纲化方程组,从而获得能够适用于单相和两相的相似准则数.同时,对自然循环现象模拟的本质以及准则数的物理含义进行了分析说明,并就模拟初始数值的选择,流动不稳定性模拟、传热及临界热流密度模拟等方面进行了分析.     

AC600二次侧非能动应急堆芯余热排出系统实验装置及研究计划

ＡＣ６００二次侧非能动应急堆芯余热排出系统实验装置是一座大型非能动安全系统实验研究装置，在设计上，它以热工水力模拟理论及模拟准则为依据，在保持原型系统主要热工水力现象和过程的前提下，对系统进行了必要的简化，本文介绍了该实验装置回路，电气，仪表及测控系统的设计原则和设计结果，以及第一阶段研究计划和内容，最后，根据调试和运行结果总结了设计特点和经验。     

基于二级相变理论的超临界拟临界区划分方法

拟临界区通常意义上是指超临界条件下拟临界点附近物性变化剧烈的区域,在该区域内超临界流体的传质、传热行为与亚临界流体有很大不同,传统的亚临界热工水力分析模型已不适用,因此拟临界区是超临界流体热工水力特性研究的重点区域。本文基于拟临界区的热力学性质提出一种新的划分方法,认为超临界条件下高密度流体与低密度流体的转变满足二级相变理论,表面张力消失点为拟临界区的起始点,拟临界温度是相转变点,拟临界区的起始点和终止点满足Ehrenfest相变平衡方程。。