开式自然循环系统不稳定性实验研究

核电站非能动安全系统依靠自然循环将热量导出，然而系统中的驱动压头、流动阻力、流量等相互影响，容易引发流动不稳定性，导致流动沸腾临界热流密度大幅降低，带来安全问题。因此，流动稳定性是自然循环热力系统的重要研究对象。本文以开式竖直加热圆管为实验本体，通过实验和物理建模的方法，研究了自然循环条件下管内间歇沸腾现象和流动不稳定特性。研究结果表明：随着热流密度的升高，系统将经历初始状态、低频脉动、高频脉动和稳定的自然循环四个阶段。基于实验数据，建立了不稳定边界的预测模型，预测值和实验值符合良好，误差在±10%内。