一、自然循环传热部件内单相水流动阻力的实验研究（论文文献综述）
徐青蓝[1]（2020）在《超超临界锅炉流动与传热对异形区域水冷壁热应力的影响》文中研究表明超（超）临界垂直管圈水冷壁锅炉在实际运行时有发生水冷壁横向裂纹问题,特别是异形鳍片区域尤为严重,可能导致水冷壁管泄漏或爆管事故。本文研究中,以某660MW超超临界锅炉垂直管圈水冷壁为对象,建立了水动力计算模型和异形鳍片区域温度与热应力数值模型,计算分析了流动与传热对水冷壁异形鳍片区域热应力的影响。综合利用现有的电站锅炉水动力计算标准方法建立了计算对象的水动力计算模型,该模型可计算从炉膛分配器至顶棚出口集箱的所有管子的压力、流量、温度和焓值等参数。考虑了工质相变点不确定性和热负荷不均匀性,采用了相变点高度积分计算和炉膛分段热力计算。利用该模型对50%THA和30%VWO工况完成了计算,对比分析了管屏流量、相变点高度和金属壁温的分布和变化。结果表明,在这两个工况中,38m处墙式燃烧器区域水冷壁与相邻管屏之间有45℃～60℃差异。下炉膛的相变点位置与横向裂纹区域大部分重合,从50%THA工况变负荷运行至30%VWO工况时,相变点高度波动最大达3m,38m和51m处的水冷壁管向火侧顶点外壁温度最大变化达60℃。这样的温度变化容易产生交变热应力,致使横向裂纹的产生。目前有关异形鳍片区域热应力的分析还未见报道,考虑到该区域结构复杂,在本文的研究中建立了三维数值模型。模型中采用了Standard k-ε模型计算其温度场,对其中的固体域进行了单向流固耦合计算,求解热应力场。利用计算数据分析了该区域的温度和热应力分布特征,以及锅炉负荷变化和水冷壁尺寸的影响。分析表明,异形鳍片旁的管壁向火侧顶点的轴向拉应力和等效应力都大,锅炉变负荷运行易产生交变热应力,导致横向裂纹;异形鳍片中心为整个模型温度最高处,轴向应力和等效应力值较大,强度下降,容易损毁;异形鳍片与管壁交接处等效应力最大,材料失效时产生裂纹,可能向旁边轴向应力大的异形鳍片区域管壁向火侧延伸,加速横向裂纹的产生。本文研究可从设计和运行两方面为防治横向裂纹的产生和增强水冷壁系统安全性提供了理论依据。
魏列[2]（2020）在《运动条件对自然循环系统驱动力特性的影响机制研究》文中研究表明自然循环依靠回路中冷热段密度差及有效高差,在重力作用下形成驱动力,与流体流动阻力达到平衡,形成稳定的循环。在缺失外部驱动力的情况下,排出堆芯中产生的热量,从而保证反应堆的安全。因此,目前第三代先进压水堆通常都具备一定的自然循环能力。在海洋小堆等应用中,由于自然循环系统的驱动压头小,容易受到风、浪、涌等影响而产生流量波动,威胁反应堆的安全。本文通过多尺度耦合的方法,分析了海洋运动对自然循环特性的影响,以及运动条件对自然循环工况下通道内流动传热特性的影响。通过空泡仪及可视化实验方法,分析了运动条件对通道内两相流流型的影响。主要开展了以下几个方面的研究:（1）对倾斜、升潜、摇摆三种典型运动条件进行受力分析,考虑由空间位置变化引起的重力分量变化、由非匀速运动引入的惯性力,以及由旋转运动导致的离心力及科氏力。通过对热工系统程序RELAP5代码进行修改及对Fluent程序进行二次开发,引入运动条件,在此基础上实现两个程序的数据交换,建立适用于研究运动条件下多尺度耦合计算的分析工具,并通过实验数据对比验证了耦合程序的准确性。（2）通过耦合程序,研究了运动条件对自然循环工况下流道内流动传热特性的影响。在浮力作用下,倾斜流道内所形成混合对流,对传热能力有明显强化作用。升潜条件下,流道内的流动传热特性主要受流量脉动的影响。在过渡区内,脉动流的截面速度分布呈现“环形分布”,导致瞬态阻力特性随流量脉动而周期性变化,并且截面温度分布也存在类似的特性,引起瞬态传热特性的周期波动。摇摆条件下,瞬态流动传热特性受混合对流和流量脉动的综合影响,两种效应的相对大小与具体的运动参数有关。可以确定的是混合对流会增强时均换热能力,而流量脉动只影响瞬态值,而不会对时均值产生影响。当自然循环流量波动到非常低时,截面压力分布不均将引起所谓“边界层加速”效应,导致流动阻力的突然增大。（3）通过耦合程序分析了不同运动条件下,自然循环驱动力的瞬变特性。倾斜条件下,不同的倾斜方向决定了水平段对自然循环驱动力的贡献,因此倾斜方向不同时,自然循环系统流动变化有差异。升潜条件下,自然循环驱动力、流量及阻力都呈现近似正弦波动。受惯性影响,驱动力变化的相位要领先于流量和阻力,而流量与阻力变化相位相同。驱动力与阻力之间的相位差导致驱动力的波动幅度大于阻力的波动幅度。驱动力与阻力之间的相位差随升潜周期的减小、加热功率的减小、二次侧温度的减小而增大。流量的波动幅度随升潜幅度的增大、升潜周期的减小、加热功率的增大、二次侧温度的增大而增大。流量时均值不受升潜运动的影响,但随加热功率的增大、二次侧温度的增高而增大。摇摆条件下主要存在两种不同的流量波动形式,分别为大周期工况下的“双峰型”（BIMODAL）和小周期工况下的“正弦型”（SINE）。摇摆条件下,流量波动幅度随着摇摆周期的减小、摇摆角度的增大、加热功率的减小、二次侧温度的减小而增大。总驱动力与流量时均值由竖直管路产生的重位驱动力（GD）决定,摇摆周期的减小虽然对总驱动力的时均值没有影响,但使阻力的时均值减小,因而导致流量时均值增大;当增大摇摆幅度时,将使总驱动力的时均值减小,因此导致流量时均值减小。加热功率和二次侧温度的增大,都会使总驱动力时均值增大,造成流量时均值增加。（4）基于平板空泡仪及可视化方法,开展了静止、倾斜以及摇摆条件下窄矩形通道内相态宏观分布特性研究,气相、液相表观流速范围分别为0.05-20 m/s、0.15-2m/s。倾斜及摇摆条件下的流型分类结果表明:倾斜及摇摆对泡状流-弹状流转变没有显着影响,而使弹状流-搅混流、搅混流-环状流的转变明显滞后。（5）对两相流模型框架下的壁面热流分配模型（WFPM）进行评估,发现在选取适当的f-N a-Db模型组合的前提下,WFPM能较为准确地预测截面平均空泡份额、截面平均温度和壁温,但是在预测空泡份额分布上表现欠佳。通过耦合程序对运动条件下窄矩形通道内两相流动传热特性,以及系统特性进行了分析。倾斜条件下,浮力造成朝上面和朝下面附近汽相的聚集或扩散,导致壁温升高或降低,壁面切应力减小或增大。在强迫循环工况下,摇摆对流动传热特性的影响与加热面朝向有关,因此流动传热特性呈周期性变化。但是,由于流动惯性的存在,参量变化存在相位差,且存在明显的多维度效应,局部参量的变化与空间平均值存在较大差异。而在自然循环工况下,流动传热特性则主要受流量波动的影响,与运动形式（摇摆或升潜）关系不大。在两相自然循环系统中,相对于重位驱动力（GD）,附加驱动力（AD）的时均值依然可以忽略不计,因此两相自然循环时均特性仍受GD的控制。对于两相自然循环的瞬时特性,GD的影响增强,大多数的摇摆条件下,两相自然循环系统的流量特性表现为“双峰型”波动。
程坤[3]（2019）在《海洋条件下棒束通道内自然循环流动不稳定性研究》文中指出船用反应堆的自然循环能力是衡量其性能和安全水平的重要指标。船用核动力装置受海洋条件影响会产生复杂的船体运动,造成反应堆系统空间位置的改变,引发堆内热工参数的非稳态波动,影响反应堆自然循环运行的稳定性。本论文主要通过实验研究了海洋条件对于棒束通道内的自然循环流动不稳定特性的影响。以3×3棒束通道与圆管通道构成的并联通道为研究对象,开展了静态及海洋条件下单一棒束通道和并联通道内的自然循环流动不稳定性实验。实验压力范围为0.2～0.6MPa,实验段入口过冷度范围为10～70℃。本实验重点研究了倾斜和摇摆这两类典型海洋条件的影响,其中倾斜角度范围为5～20°,摇摆幅值范围为10～20°,摇摆周期范围为10～30s。本文首先开展了静态及海洋条件下单一棒束通道内自然循环流动不稳定性的实验研究。静态条件下棒束通道内存在的流动不稳定性为第一类密度波型脉动（DWOI）,获得了 DWOI的脉动特征、不稳定边界及参数影响效应,形成了预测低压自然循环DWO发生边界的经验关系式。实验还研究了可压缩容积的接入位置和大小对于闭式自然循环回路稳定性的影响规律和影响机理。实验发现摇摆条件下棒束通道内存在两种典型的两相流动不稳定类型:（a）由棒束通道在流量波动最低点产汽所引起的波谷型脉动和（b）由波谷型脉动和DWOI叠加而成的复合型脉动,提出了摇摆条件下流动不稳定性的判定方法、分类准则和演化规律。实验结果表明,摇摆运动会造成波谷型脉动界限功率的降低,导致自然循环流动不稳定的提前发生。但摇摆运动不会对棒束通道中DWOI无量纲边界造成影响,获得了预测摇摆条件下DWO界限功率的经验关系式。倾斜所导致的实验回路冷热源间有效高差的减小会造成自然循环流量的降低。随着倾斜角度的增加,棒束通道内DWOI发生的界限功率减小。进一步开展了静态及海洋条件下并联通道内自然循环流动不稳定性的实验研究。静态条件下并联通道内存在三种典型的管间脉动:（a）由DWOI所引起的单频小振幅管间脉动、（b）由间歇喷泉所引起多频大振幅管间脉动和（c）由自然循环不稳定性和间歇喷泉叠加而成的复合管间脉动,获得了三种流动不稳定性的产生机理、不稳定边界和演化规律。实验发现,并联通道自然循环系统的稳定性会随着通道间加热功率和阻力分布不对称性的增加而减弱。摇摆运动对于并联通道内自然循环流动行为的影响规律与其空间布置形势有关。与单通道实验结论类似,摇摆条件下并联通道中同样存在的两种典型流动不稳定类型:（a）由并联通道在流量脉动最低点产汽所造成的波谷型管间脉动和（b）由波谷型管间脉动与并联通道中热致流动不稳定性叠加而成的复合管间脉动。摇摆运动同样会造成并联通道自然循环流动不稳定界限功率的降低,但并联通道内热致流动不稳定性的发生边界受摇摆运动参数变化的影响有限。提出了采用加热通道出口参数和Saha-Zuber净蒸汽产生点模型来预测摇摆条件下波谷型脉动发生边界的方法。倾斜条件对并联通道自然循环的影响主要取决于系统空间布置形式。随倾斜角度的增加,并联通道两相流动不稳定界限功率减小。通过对比摇摆条件下单通道和并联通道的实验结果,将摇摆运动下自然循环系统中存在的流动状态划分为三种类型:驱迫流动不稳定性、波谷型流动不稳定性和复合型流动不稳定性,归纳总结了三种流动不稳定性的产生机理、判定依据、预测方法及摇摆运动的影响规律。此外,为解决船用反应堆设计过程中对于海洋条件下反应堆非稳态流动行为预测的需求,本文通过分析静态倾斜、线性运行和摇摆运动这三类船体运行形式对反应堆系统的影响,推导建立了通用的海洋条件数理模型,并基于RELAP5程序开发获得了适用于复杂运动条件下船用堆热工水力系统分析的程序。利用摇摆条件下冷态空载和自然循环实验数据进行了程序验证,结果表明,所开发程序可以很好的预测海洋条件所造成的自然循环流动波动行为。
鲍辉[4]（2019）在《方管流道内气液两相流流动与传热特性实验研究》文中指出包层是聚变反应堆中实现氚增殖、中子屏蔽、热量传递的重要部件,包层的热工水力设计直接决定了聚变堆的传热效率和安全运行。在正常工况下,将依靠包层传热系统的强迫循环流动,将聚变堆核能转化为热能并传递给气轮机;在事故工况下,包层系统主泵不可用时,将依靠包层传热系统的自然循环流动,带走聚变堆衰变热量,以缓解事故后果。故本文针对聚变工程背景下的包层方形流道强迫循环条件下和自然循环条件下的流动和传热问题,进行系统的实验研究,为包层的热工水力设计和安全分析积累经验和提供数据支持。本研究首先根据实验台架的理论设计,确定相关部件型号和技术参数,搭建热工水力实验平台并完成实验回路调试。研究发现相比于常规圆形管道,方管的过渡区Re数范围为1800-3000。这是由于方形流道边角区易产生漩涡和二次流,破坏层流层流,使得从层流向湍流转化提前,并且过渡区更窄。在层流区,层流时摩擦系数的实验结果与Shah-London关系式及理论计算值符合得较好;在湍流区,方形流道的尺寸越小,阻力系数越大。在Re数较大的时候,方管的湍流阻力系数大于圆管,这是由于方管边角漩涡引起的局部阻力较大引起的。对于传热规律,在层流区和湍流区,方管单相传热系数均大于圆管。而在同条件下的自然循环和强迫循环,由于自然循环浮升力影响,造成竖直加热管道截面速度分布趋势更平坦,形成较低的速度梯度,削弱了湍流输运效果,不利于换热,使得自然循环传热强度降低。在方形流道的过冷沸腾实验研究中,ONB点位置可以通过壁面热电偶温度脱离线性变化的位置来判断。热流密度越高,越有利于过冷沸腾的产生;质量流速越大,压力越高,越不易产生过冷沸腾。在相同条件下,过冷沸腾的传热系数大于单相强制对流传热系数,这是由于气泡的扰动,增强传热效果的结果。通过对实验数据的处理,可以得到ONB点发生时壁面热流密度,壁面过热度及ONB点产生位置的实验关联式。并根据过冷沸腾的温度分布规律,建立数学模型,提出过冷沸腾传热系数的计算方法。相比强迫循环,自然循环传热效果较弱,造成在较低的壁面热流密度条件下就发生ONB。在方形流道内的饱和沸腾实验研究中,壁面热流密度、压力对传热系数影响较大,含气率对实验结果影响较小,方形流道沸腾传热以泡核沸腾传热机理为主。热流密度提高,饱和沸腾气化核心数量会增加,气泡脱离的频率也会加快;系统压力升高,气泡的脱离直径会减小;提高压力和增加热流密度可以提高沸腾传热系数。在自然循环饱和沸腾区域内,会发生流动不稳定性现象,由于自然循环传热强度低和脉动引起的传热效果变差,会导致自然循环饱和传热系数也低于强迫循环饱和沸腾传热系数。在含气率较高的环状流区域,随着液膜的蒸干,会发生第二类沸腾危机（干涸）。通过实验可以发现随着入口流量的增大,进口含气率的减小,干涸点会发生延迟。需要同时考虑入口工况和当地工况对干涸发生的影响,得到强迫循环条件下的干涸点判据。对于自然循环系统,由于压降,流量,含气率之间存在强烈的耦合关系,会发生流动不稳定性。压力的增大,流动不稳定性起始点（OFI点）发生滞后,临界流量增大,临界功率增大,波动的幅度减小,临界含气率增大;进口过冷度越大,流动不稳定性起始点发生滞后,临界流量增大,临界功率增大,波动的幅度减小,临界含气率增大;阻力越大,自然循环临界流量减小,临界功率减小,波动的幅度减小,临界含气率增大。通过时间域上的傅里叶级数拟合和频率域上的频谱分析得到脉动发生的周期,并发现压力越大脉动周期越小。通过实验分析,得到最终的不稳定边界图,最后根据相似原理和π定律,得到不稳定性边界预测模型。综上所述,相比于强迫循环,在单相区域、过冷沸腾区域和两相沸腾区域,自然循环的传热强度更低,并且自然循环流动不稳定性也会提前发生。
张杰[5]（2019）在《板状燃料元件窄矩形通道实验装置设计及流动传热特性实验研究》文中认为从上世纪六十年代起,国内外学者开始对窄矩形通道内流动传热展开实验研究。在核能利用方面,逐渐从大规模建造核电厂向小型化设备转变,在一些情况下,如潜艇、大型移动设备供电、孤岛供电等,建造大型核电厂是不可行的。为此考虑改变堆芯燃料组件形状和冷却剂通道尺寸,堆芯采用板状燃料组件和窄矩形冷却剂通道,比如NP工程反应堆,日本的第三代研究堆JRR-3等。尺寸效应使窄矩形通道具有一定的强化换热。窄矩形通道由于尺寸效应,使得流体具有复杂的流动状态和传热现象。本文结合NP工程反应堆相关参数和实验需求,设计搭建了一套热工水力实验回路。实验系统可满足1.0 MPa的系统压力,温度可达到200 ℃,回路体积流量最大为1.7 m3/h。实验回路具有压力控制,流量调节,加热和冷凝功能。根据实际的反应堆运行参数和实验要求,将流动方向设定为竖直向下流动,并采用双面加热方式。实验流道间隙尺寸为2.3 mm,通道宽度为67 mm（加热宽度为62 mm）,流道长度为1000 mm（加热长度为750 mm）。对竖直向下流动阻力特性开展等温强迫循环实验,得到了层流和紊流的转捩雷诺数（Re）,Re=3000。与圆管相比,临界雷诺数变大,过渡区域消失,对实验数据进行处理,分别得到了层流区域和紊流区域的经验关系式。与现有的经验关系式进行计算对比,发现了在Re≤1600的区域内,实验数据与圆管层流解析法计算公式比较吻合,在2300≤Re<3000区域内,实验数据与Kays公式、马建的拟合公式比较吻合;在Re>3000区域内,由于高宽比对摩擦系数的影响,使得实验值小于现有经验关系式的计算值。对于竖直向下窄矩形通道内单相强迫对流换热特性,开展不同加热功率、不同入口温度、不同体积流量下的单一变量循环实验,得到了强迫对流换热系数的变化规律:在竖直向下流动、双面加热工况下,提高加热功率、升高主流入口温度和增加体积流量,均能使换热系数越大。对现有的对流换热Nu计算关系式进行评价,发现了Dittus-Boelter关系式、Gnielinski关系式的计算结果可以较好地预测换热系数,平均相对误差在±11%。最后对两相不稳定特性进行研究,实验结果发现了汽泡的前期行为（产生,融合,滑移等）会使压降产生短暂波动后恢复相对稳定,随着热流密度增加,压降振荡幅度增大。对于入口温度的影响,温度升高会使压降振荡提前发生,振荡幅度增大,流量会出现一定周期的波动;对于体积流量的影响,流量越大,发生压降振荡的热流密度越高。通过可视化观察得到了在竖直向下流动的过程,增大体积流量可以减小通道内汽泡振荡位移,增强主流带走汽泡的能力。本文针对竖直向下流动、双面加热条件下的窄矩形通道开展单相及两相的流动传热特性研究,得到压降传热相关变化规律,丰富冷却剂在窄矩形通道内的实验研究数据,对NP反应堆热工水力学优化提供依据。
田春平[6]（2019）在《摇摆对棒束通道内传热特性的影响研究》文中提出棒状燃料元件广泛应用于核反应堆中,燃料棒间的冷却剂流道形成了棒束通道。与陆基核电站不同,船用核动力装置在运行过程中会产生摇摆运动,摇摆会导致棒束通道内流动传热特性发生改变,而棒束通道内的换热特性直接关系到反应堆安全。根据国际原子能机构相关规定,核动力装置设计中应适当采用非能动系统,提高核动力装置的固有安全性。自然循环系统为典型的非能动系统,具有较高的固有安全性,当反应堆冷却剂系统失去动力源时,可依靠冷却剂的自然循环流动带出堆芯热量,保证堆芯安全。受堆舱高度限制,船用反应堆冷却剂系统冷热源（反应堆与蒸汽发生器）之间的有效高度差较小,自然循环驱动压头较小,船舶摇摆运动引起的附加惯性力以及冷热源间有效高度差的改变会导致驱动力较小的自然循环流量发生变化从而导致堆芯换热特性变化。本文对摇摆影响棒束通道内换热特性的机理进行了探究。开展了竖直棒束通道内单相对流换热特性实验研究,包括强迫循环流动与自然循环流动。通过对比两种不同循环方式下的对流换热特性,分析了二者换热特性的区别;同时对比了强迫循环流动时,不同传热温差条件下对流换热特性的区别,从而探究低流速条件下不同循环方式影响对流换热特性的机理。研究表明低流速条件下,棒束通道内处于混合对流区,其换热特性受自然对流影响较大,且其他条件相同时,传热温差越大对流换热系数越大。基于实验数据及理论分析结果提出了适用于自然循环和强迫循环流动的混合对流换热系数计算关系式。开展了倾斜对单相对流换热特性影响的实验,实验结果表明倾斜会强化棒束通道内单相对流换热。为探究倾斜强化换热的机理,本文在结构相对简单的倾斜单面加热窄矩形通道中开展了流迹可视化实验,实验表明倾斜引起的横向二次流动是导致换热增强的根本原因,并基于倾斜窄矩形通道建立了热不稳定性发生条件下的理论模型。开展了强迫循环和自然循环条件下,摇摆对棒束通道内单相对流换热特性的影响实验研究,通过对比两种循环方式下的实验结果分析了摇摆影响瞬时换热特性的机理,提出了摇摆自然循环条件下棒束通道内时均换热系数计算关系式。开展了竖直、倾斜棒束通道内流动欠热沸腾、饱和沸腾传热特性实验研究,评价了经典常规通道内沸腾换热系数计算关系式在竖直棒束通道内的适用性,发现Thom关系式与改进后的Shah关系式可较为准确地预测棒束通道内欠热沸腾换热系数,超过95%的预测值与实验值间的相对误差小于30%;Liu&Winterton关系式可较为准确地预测棒束通道内饱和沸腾换热系数,预测值最大误差小于30%。倾斜棒束通道内沸腾传热特性实验研究结果表明:倾斜会使棒束通道内欠热沸腾换热增强,使饱和沸腾换热减弱,其机理分别为气泡横向滑移与气液分层。开展了强迫循环和自然循环条件下,摇摆对棒束通道内流动沸腾换热特性的影响实验研究,分析了摇摆影响棒束通道内瞬时沸腾换热特性的机理。实验发现摇摆对时均沸腾换热特性无明显影响
张钊[7]（2018）在《过载对窄通道内汽—水两相流动沸腾临界热流密度影响研究》文中指出电子设备的高效散热问题,促进了窄通道内流动沸腾的研究。窄通道内的流动沸腾特性很复杂,而临界热流密度是防止器件烧毁的重要参数。机载设备在机动飞行期间会受到不同方向不同大小的过载作用,这将增加通道内流动沸腾的扰动。本文在现有的国内外研究成果基础上,通过对过载作用下窄通道内汽液两相流动沸腾和临界热流密度特性的实验研究和数值模拟,取得了动载、加热方位、流体进口温度、质量流速、通道高宽比等对矩形窄通道内临界热流密度的影响规律,为机载蒸发循环冷却系统的设计以及气液两相流动沸腾和临界热流密度特性的研究积累了基础数据。利用旋转平台实现了过载的模拟,并搭建了气液两相流管路循环系统。以蒸馏水为工质,采用单侧加热的窄矩形通道,通过改变通道布置方式、旋转速度、入口温度、流速等参数进行了侧向过载、逆向过载和加热方位对流动沸腾临界热流密度影响的实验。对原始实验数据进行处理,分析了发生临界换热时质量流速、实验段压降和壁面温度的变化,研究了入口过冷度、质量流速、过载和加热方位对临界热流密度的影响规律,并分析了过载作用下沸腾流动不稳定性。结果表明:临界换热发生时,壁面温度急剧增加,有效加热热流迅速减小,实验段压差明显增大且扰动剧烈;临界热流密度随着入口过冷度、质量流速、逆向过载、侧向过载（加热面朝外除外）的增大而增大;相同条件下,加热面朝上时临界热流密度最大,加热面朝下时,临界热流密度最小,这两种方位重力作用较为明显;在逆向过载加热面朝左和朝右时,临界热流密度居中,这两种方位下哥氏力作用较明显;在侧向过载加热面朝外时,临界热流密度受旋转离心力影响较大,随过载增大而减小;窄矩形通道宽高比增大时临界热流密度增加。概括起来,过载剪切力,可以提高临界热流密度;浮升力引起的汽泡向加热面聚集则降低了其临界值。利用侧向载荷下上下两个加热方位及逆向载荷向上加热的实验数据,采用遗传算法对Qu-Mudawar模型进行修正,分别拟合出侧载和逆载情况下的预测关系式,实验值与预测值结果较为符合。运用FLUENT软件的VOF模型,通过对实验段进行实物建模,利用UDF描述沸腾过程,对逆载下窄矩形通道内流动沸腾过程进行了数值模拟。介绍了临界热流密度点确定方法,对临界热流密度的影响因素进行了分析,并与实验结果进行比较。结果表明预测数据与实验结果变化一致性较好但有差异。本文的试验方法、数值模型对于过载下通道内临界热流密度的研究具有学术意义和应用价值,希望对两相流传热传质研究进展有所裨益。
申亚丽[8]（2018）在《摇摆条件下水平圆管内流动与传热的数值研究》文中进行了进一步梳理本文针对单相水为工质的水平圆型管道实验段进行等比例建模,采用ICEM软件对几何模型构建六面体全结构化网格;以FLUENT平台上提供的模型为基础,依据水平管道的摇摆运动方式构造非惯性坐标系下的外力模型,以此建立适用于摇摆条件下水平管道内单相水流动与传热的数理模型。根据理论分析添加动量源项,编写自定义函数,并将摇摆运动规律与动量源项表达式加载到FLUENT接口上。对摇摆条件下水平圆管开展了三维非稳态数值模拟研究,分别采用具有时均化方法的两方程k-ε模型、七方程RSM模型、以及具有非时均化方法的大涡各亚格子模型,并将各计算结果与实验数据进行比较,最后确定了最佳模型即大涡WMLES S-Omega模型。在验证数学物理模型可靠性的基础上,对摇摆中的各工况下水平管道内单相流体进行流动与换热的LES数值模拟研究。本文分别对静止和摇摆工况进行了大涡模拟,分析了静止工况和摇摆工况下管内流体的流场分布以及瞬时速度场的变化规律,并进行了比较。通过受力分析推导出摇摆条件下管内摩擦阻力系数公式,重点分析了摇摆条件下测试段内的压降组成以及各瞬时压降的变化规律。采用壁面恒热流密度边界条件,研究了摇摆运动对传热特性的影响。分析了管道壁面、近壁面流体的瞬时温度变化规律以及平均对流换热系数分布,最后对静止和摇摆条件下出口流体的温度进行了比较。重点研究了摇摆周期、摇摆幅值、雷诺数以及摇摆半径等因素对流动与传热特性的影响。数值仿真计算结果表明:摇摆条件下,瞬时摩擦阻力系数、瞬时速度和瞬时温度随时间周期性波动,横截面上与摇摆轴平行的水平线上各位置的瞬时速度和瞬时温度波动周期为摇摆运动周期的一半,其他位置的瞬时速度和瞬时温度波动周期都与摇摆周期相同,瞬时速度和温度的波幅从横截面顶底两端向截面中间逐渐减小;当其他因素相同时,随着摇摆振幅的增大,速度波动幅度、测试段驱动压降、重位压降、切向压降、离心压降的峰值和波动幅值、摩擦阻力系数的峰谷值和平均值都逐渐增大,而壁面瞬时温度值、壁面温度波动幅值、时均值却都减小;当其他因素相同时,随着摇摆周期的增大,顶部壁面瞬时温度的最大值、壁面温度变化幅值与时均值都增大,而各监测点平均速度、速度波幅、测试段驱动压降的变化范围、切向压降、离心压降以及摩擦阻力系数的峰谷值及平均值都减小;摇摆条件下随着流体雷诺数的增大,测试段内摩擦阻力系数和顶部壁面温度的波动幅值和平均值都减小。此外还发现摇摆半径越大,其摩擦阻力系数的波动范围越大,而摇摆半径对水平管内传热基本没有影响,这可以从一定程度上说明摇摆运动下科氏惯性力是影响水平圆管内传热的主要因素。摇摆条件下水平管道内会出现二次流,二次流是造成摇摆条件下流体流动传热与静止工况区别的重要因素。在海洋条件下,摇摆运动会产生周期性变化的附加惯性力,而附加惯性力的存在会引起流动与传热边界层的变化,最后造成了水平圆型通道内流动阻力以及传热系数的变化。
张元培[9]（2018）在《摇摆对自然循环窄矩形通道两相传热特性的影响》文中研究指明利用核能是未来能源发展的必然趋势,但是核能的安全问题始终是限制人们大力开发核能的关键问题,因此有必要对反应堆热工水力进行不断深入研究。海洋条件下的反应堆更是受到摇摆、起伏等运动的影响,如何保证海洋工况下反应堆安全运行是人类需要面对新的挑战和难题。自然循环在核能领域中有着广泛的应用,但相关研究还不是非常完善。本文主要对自然循环窄矩形通道内传热特性进行实验研究,分别在竖直、倾斜和摇摆工况下进行热工实验,对实验数据进行分析处理,研究内容主要包括自然循环传单相热特性研究、过冷沸腾起始点研究,过冷沸腾传热特性的研究。对于单相自然循环传热特性,在竖直状态下本实验段层流区和湍流区的转捩Re为2250,分别验证层流区和湍流区Nu预测关系式,在层流区,田旺盛修正Sieder-Tate经验关系式很好地适用于本实验段,在湍流区,杨瑞昌关系式预测值相比本实验段实验值偏小,Gnielinski公式预测值很好地预测本实验段实验值。倾斜对于传热特性的影响主要体现在层流区,正倾会使层流区的传热能力增强,负倾对传热特性影响较小。自然循环过冷沸腾的研究内容主要分为过冷沸腾起始点的研究和过冷沸腾传热特性的研究。对过冷沸腾起始点进行可视化研究,苏顺玉公式能较好地预测沸腾起始点热流密度。Yan公式能很好地预测过冷沸腾传热系数,误差在±30%以内,高压下传热系数有减小的趋势;倾斜对于过冷沸腾传热特性有较大的影响,正倾使传热系数增大,负倾使传热系数减小;在摇摆工况下给出了热工参数随时间变化规律。
曹鹏久[10]（2018）在《开式自然循环系统气（汽）—液两相流动特性研究》文中提出由于开式自然循环系统具有结构简单、排热能力强、安全性好等优点,已被广泛地应用于非能动安全技术领域中。然而,在长期运行工况下,开式自然循环系统易发生闪蒸流动不稳定现象,这将对系统的排热性能及安全运行产生不利影响。为此,本文采用向上升段注气的方式,来提高系统的驱动压头,增强排热能力,抑制流动不稳定的发生,从而使系统运行更加稳定。本文分别基于冷态和热态条件下对注气驱动的开式自然循环流动特性进行实验研究。在冷态实验条件下,详细分析了不同注气方式下上升段流型的演变规律,发现多孔介质对注入空气的碎化作用是导致流型差异的主要原因;结合Wire-Mesh传感器测量系统,总结了不同注气方式下空泡份额随着注气量的变化规律,并将其与常用的三种空泡份额计算模型进行比较,推导出适用于多孔介质管注气的空泡份额计算公式。此外,根据空泡份额时序变化特性以及径向分布规律建立了典型空泡份额相分布与流型的对应关系,并从气泡受力的角度分析了影响其分布规律的内在机理;最后,对影响系统循环流量主要因素进行分析,并根据两相段的阻力特性,提出将自然循环驱动力与两相段阻力之比作为自然循环能力提升效果的评价依据。结果表明对于直接注气方式,自然循环系统最佳注气量应为使两相流动型式处于弹状流的下限处;而对于多孔介质管注气方式来讲,其最佳注气量应为使上升段中形成弹帽-弥散泡状流的下限处。基于热态实验研究发现,对于定功率的开式自然循环系统来讲,系统运行先后经历了单相稳定流动、两相振荡流动以及两相稳定流动,其中两相振荡流动主要是由于高温液体在上升过程中发生流动闪蒸导致的;详细分析了闪蒸不稳定流动的产生机理,并结合可视化观察,对两相稳定流动阶段上升段闪蒸的流型进行了总结归纳,绘制出稳定闪蒸的流型图;此外,还研究了注气对系统不同运行阶段的影响。两相振荡流动阶段注气不仅可以明显抑制闪蒸流动不稳定现象的发生,还使得自然循环系统可以提前进入两相稳定流动阶段;两相稳定流动阶段注气可以显着提升系统的循环流量,实验中最大提升流量可达44%。但受上升段长度的限制,随着注气量的增加,系统循环流量的增长速率逐渐放缓。而此时,改变注气方式发现相比于直接注气方式,使用多孔介质管注气并不能显着增加系统流量。
二、自然循环传热部件内单相水流动阻力的实验研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、自然循环传热部件内单相水流动阻力的实验研究（论文提纲范文）
（1）超超临界锅炉流动与传热对异形区域水冷壁热应力的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 超(超)临界锅炉调峰运行时的水动力安全问题 |
| 1.1.2 垂直水冷壁异形鳍片区域横向裂纹问题 |
| 1.2 有关锅炉水动力特性和横向裂纹的研究现状 |
| 1.2.1 锅炉水动力特性研究现状 |
| 1.2.2 水冷壁横向裂纹研究现状 |
| 1.3 论文研究内容 |
| 第二章 超超临界锅炉水动力计算方法 |
| 2.1 超超临界660MW锅炉结构与特点 |
| 2.1.1 锅炉整体构造与水冷壁结构特征 |
| 2.1.2 水冷壁系统汽水流程 |
| 2.2 水动力计算方法总述 |
| 2.2.1 水动力计算总体算法 |
| 2.2.2 水动力计算步骤 |
| 2.3 炉膛热力计算 |
| 2.3.1 零维及一维炉膛热力计算模型 |
| 2.3.2 炉膛热力计算流程 |
| 2.4 相变点高度计算 |
| 2.4.1 饱和水相变点及饱和汽相变点高度计算模型 |
| 2.4.2 相变点高度计算流程 |
| 2.5 阻力计算 |
| 2.5.1 压降计算模型 |
| 2.5.2 折算阻力计算模型 |
| 2.5.3 阻力计算流程 |
| 2.6 流量压降分配计算 |
| 2.6.1 流量分配计算模型 |
| 2.6.2 压降分配计算模型 |
| 2.6.3 流量压降分配计算流程 |
| 2.7 金属壁温计算 |
| 2.7.1 金属壁温计算模型 |
| 2.7.2 金属壁温计算流程 |
| 2.8 水冷壁系统可靠性校验 |
| 2.8.1 水动力多值性校验 |
| 2.8.2 管间脉动校验 |
| 2.9 本章小结 |
| 第三章 超超临界锅炉水动力计算与分析 |
| 3.1 水动力程序与计算工况参数 |
| 3.1.1 计算程序模块化设计 |
| 3.1.2 计算工况的初始参数 |
| 3.1.3 水动力计算的主要工作 |
| 3.1.4 水动力计算模型的正确性分析 |
| 3.2 变工况下水冷壁管屏计算结果分析 |
| 3.2.1 炉膛热负荷分布 |
| 3.2.2 管屏流量分配分析 |
| 3.2.3 饱和水相变点及饱和汽相变点高度分析 |
| 3.2.4 标高38m和51m的金属壁温分析 |
| 3.3 水冷壁系统可靠性分析 |
| 3.3.1 水动力多值性分析 |
| 3.3.2 管间脉动分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 异形鳍片区域温度及热应力数值计算 |
| 4.1 数值模型的建立 |
| 4.1.1 异形鳍片区域及其几何模型 |
| 4.1.2 温度场模型的建立 |
| 4.1.3 热应力场模型的建立 |
| 4.2 BMCR工况数值计算结果分析 |
| 4.2.1 温度场模拟结果分析 |
| 4.2.2 热应力场模拟结果分析 |
| 4.3 其它影响因素对异形鳍片区域温度及热应力分布的影响 |
| 4.3.1 锅炉变负荷运行的影响 |
| 4.3.2 直管焊接偏差的影响 |
| 4.3.3 弯管曲率半径的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 研究总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间学术成果 |
（2）运动条件对自然循环系统驱动力特性的影响机制研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 自然循环系统的构成 |
| 1.3 影响自然循环系统特性的主要因素 |
| 1.3.1 系统阻力特性 |
| 1.3.2 两相相态特性 |
| 1.3.3 典型运动条件 |
| 1.4 典型运动条件对单相流动传热特性的影响 |
| 1.4.1 混合对流的流动传热特性 |
| 1.4.2 脉动流的流动传热特性 |
| 1.5 典型运动条件对两相流动传热特性的影响 |
| 1.6 问题的提出 |
| 1.7 本文的研究目的和内容 |
| 2 典型运动条件热工水力分析程序耦合研究 |
| 2.1 典型运动条件的引入 |
| 2.1.1 典型运动条件的数学模型 |
| 2.1.2 典型运动条件在Fluent及 RELAP5 程序中的实现 |
| 2.2 不同尺度程序耦合研究 |
| 2.2.1 耦合方法的分类 |
| 2.2.2 RELAP5/Fluent耦合方法 |
| 2.3 耦合程序模型建立及验证 |
| 2.3.1 数学物理模型 |
| 2.3.2 模型及网格无关性验证 |
| 2.3.3 耦合程序验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 典型运动条件下矩形通道内单相自然循环特性 |
| 3.1 壁面加热对自然循环系统驱动力的影响 |
| 3.1.1 倾斜条件下混合对流的形成与空间演化 |
| 3.1.2 升潜条件下自然循环流动传热特性 |
| 3.1.3 摇摆条件下自然循环流动传热特性 |
| 3.2 倾斜对单相自然循环特性的影响 |
| 3.3 升潜条件下的单相自然循环特性 |
| 3.3.1 升潜条件下驱动力-流量-阻力动态关系 |
| 3.3.2 升潜对自然循环瞬时及时均特性的影响 |
| 3.4 摇摆条件下的单相自然循环特性 |
| 3.4.1 摇摆条件下驱动力-流量-阻力的动态关系 |
| 3.4.2 摇摆对自然循环瞬时及时均特性的影响 |
| 3.5 运动条件对单相自然循环特性影响的理论分析 |
| 3.5.1 运动条件下单相自然循环模型 |
| 3.5.2 升潜条件的影响 |
| 3.5.3 摇摆条件的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 典型运动条件下窄矩形通道内两相相态特性 |
| 4.1 实验系统 |
| 4.2 实验测量仪器及方法 |
| 4.2.1 平板空泡仪 |
| 4.2.2 其他参数测量及范围 |
| 4.2.3 不确定度分析 |
| 4.3 典型运动条件对窄矩形通道内流型的影响 |
| 4.3.1 泡状流-弹状流转变 |
| 4.3.2 弹状流-搅混流转变 |
| 4.3.3 搅混流-环状流转变 |
| 4.3.4 运动条件下窄矩形通道的流型图 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 典型运动条件对两相自然循环系统传热和流动的影响 |
| 5.1 两相流动沸腾及其模型 |
| 5.1.1 两相流动沸腾的一般过程 |
| 5.1.2 两相流动沸腾模型 |
| 5.2 两相流动沸腾模型及耦合程序验证 |
| 5.2.1 两相流动沸腾模型验证 |
| 5.2.2 运动条件下汽泡脱离直径模型修正 |
| 5.2.3 运动条件下两相耦合程序验证 |
| 5.3 典型运动条件对自然循环矩形通道的两相流动及传热的影响 |
| 5.3.1 倾斜对通道内流动及传热的偏斜效应 |
| 5.3.2 摇摆的双峰影响 |
| 5.3.3 流动传热特性对升潜运动的响应 |
| 5.4 典型运动条件下两相自然循环特性 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与创新点及展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 下一步工作及展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A 作者在博士期间发表的论文目录 |
| B 作者在攻读学位期间主要参与科研项目 |
| C 学位论文数据集 |
| 致谢 |
（3）海洋条件下棒束通道内自然循环流动不稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 静态条件下自然循环流动不稳定性研究进展 |
| 1.3 海洋条件下反应堆热工水力特性研究进展 |
| 1.3.1 海洋条件下流动与换热特性研究 |
| 1.3.2 海洋条件下局部汽泡行为与流型转换特性研究 |
| 1.3.3 海洋条件下临界热流密度与流动不稳定性研究 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第2章 实验装置与实验方案 |
| 2.1 实验系统介绍 |
| 2.1.1 自然循环实验回路 |
| 2.1.2 机械摇摆平台 |
| 2.1.3 测量采集系统 |
| 2.2 实验方案 |
| 2.2.1 实验内容 |
| 2.2.2 实验参数 |
| 2.2.3 实验步骤 |
| 2.3 不确定度分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 静态条件下棒束通道自然循环流动不稳定性研究 |
| 3.1 典型实验现象 |
| 3.2 流动不稳定性起始点与不稳定边界 |
| 3.3 热工参数对自然循环工况下密度波型脉动的影响 |
| 3.4 可压缩容积对闭式自然循环回路稳定性的影响 |
| 3.4.1 可压缩容积接入位置的影响 |
| 3.4.2 可压缩容积大小的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 海洋条件下棒束通道自然循环流动不稳定性研究 |
| 4.1 摇摆运动对于单相自然循环热工水力特性的影响 |
| 4.2 摇摆条件下两相自然循环流动不稳定的典型实验现象 |
| 4.3 摇摆条件下自然循环流动不稳定性分类 |
| 4.4 摇摆运动对于自然循环流动不稳定边界的影响 |
| 4.4.1 摇摆对波谷型脉动边界的影响及预测模型 |
| 4.4.2 摇摆对复合型脉动边界的影响及预测模型 |
| 4.5 倾斜对于自然循环流动不稳定性影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 静态条件下并联通道自然循环流动不稳定性研究 |
| 5.1 对称加热和对称阻力分布条件下的典型现象 |
| 5.1.1 单频小振幅管间脉动 |
| 5.1.2 多频大振幅管间脉动 |
| 5.1.3 复合管间脉动 |
| 5.2 热工参数对于并联通道流动不稳定性的影响 |
| 5.2.1 流动不稳定性的演化 |
| 5.2.2 流动不稳定边界 |
| 5.3 非对称加热条件对于并联通道流动不稳定性的影响 |
| 5.4 非对称阻力条件对于并联通道流动不稳定性的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 海洋条件下并联通道自然循环流动不稳定性研究 |
| 6.1 倾斜对于并联通道两相自然循环流动不稳定的影响 |
| 6.2 摇摆运动对于并联通道单相自然循环流动行为的影响 |
| 6.3 摇摆条件下并联通道两相流动不稳定的典型实验现象 |
| 6.4 摇摆运动对于并联通道自然循环流动不稳定边界的影响 |
| 6.5 摇摆运动对于自然循环流动不稳定性的影响机理分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 海洋条件热工水力系统分析程序开发与验证 |
| 7.1 海洋条件数理模型 |
| 7.1.1 静态倾斜模型 |
| 7.1.2 线性运动模型 |
| 7.1.3 摇摆运动模型 |
| 7.2 RELAP5/MOD3.4程序的二次开发 |
| 7.3 海洋条件二次开发RELAP5程序的实验验证 |
| 7.3.1 验证实验工况与实验系统建模 |
| 7.3.2 摇摆条件下冷态空载流量波动实验验证 |
| 7.3.3 摇摆条件下单相自然循环流动实验验证 |
| 7.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（4）方管流道内气液两相流流动与传热特性实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 矩形管道热工水力特性研究现状 |
| 1.2.1 单相流动和传热特性 |
| 1.2.2 过冷沸腾特性 |
| 1.2.3 饱和沸腾特性 |
| 1.2.4 流动不稳定特性 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 实验装置和实验步骤 |
| 2.1 主回路系统 |
| 2.1.1 屏蔽主泵 |
| 2.1.2 压力管道 |
| 2.1.3 稳压器 |
| 2.1.4 预热器 |
| 2.1.5 实验段 |
| 2.1.6 管道连接件 |
| 2.2 主冷却系统 |
| 2.3 电加热系统 |
| 2.4 测量系统 |
| 2.4.1 温度测量 |
| 2.4.2 流量测量 |
| 2.4.3 压力和压差测量 |
| 2.4.4 电流电压测量 |
| 2.4.5 水质测量 |
| 2.5 实验步骤与注意事项 |
| 2.5.1 实验步骤 |
| 2.5.2 注意事项 |
| 2.6 测量精度及不确定性分析 |
| 2.6.1 测量精度 |
| 2.6.2 不确定性分析 |
| 第3章 单相流动传热实验 |
| 3.1 阻力实验 |
| 3.1.1 其他实验研究结果 |
| 3.1.2 实验计算过程 |
| 3.1.3 阻力实验结果 |
| 3.1.4 层流阻力理论分析 |
| 3.1.5 方管圆角对层流阻力系数的影响 |
| 3.2 单相传热实验 |
| 3.2.1 其他实验研究结果 |
| 3.2.2 实验计算过程 |
| 3.2.3 实验计算结果 |
| 3.3 自然循环流动实验 |
| 3.3.1 自然循环机理 |
| 3.3.2 自然循环控制方程 |
| 3.3.3 自然循环流量 |
| 3.3.4 自然循环单相传热实验 |
| 3.3.5 自然循环传热强度低的机理分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 过冷沸腾实验 |
| 4.1 过冷沸腾实验机理 |
| 4.2 过冷沸腾影响因素分析 |
| 4.3 强迫循环过冷沸腾实验结果 |
| 4.3.1 其他实验研究结果 |
| 4.3.2 ONB点壁面过热度实验关联式 |
| 4.3.3 ONB点壁面热流密度实验关联式 |
| 4.3.4 ONB点位置实验关联式 |
| 4.4 自然循环过冷沸腾实验结果 |
| 4.4.1 自然循环ONB点壁面过热度实验关联式 |
| 4.4.2 自然循环ONB点壁面热流实验关联式 |
| 4.4.3 自然循环ONB点位置实验关联式 |
| 4.5 过冷沸腾区域传热系数模型建立 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 饱和沸腾实验 |
| 5.1 饱和沸腾和沸腾危机实验机理 |
| 5.1.1 饱和沸腾实验机理 |
| 5.1.2 沸腾危机实验机理 |
| 5.2 强迫循环饱和沸腾实验结果 |
| 5.2.1 其他实验研究结果 |
| 5.2.2 饱和沸腾影响因素分析 |
| 5.2.3 饱和沸腾实验结果 |
| 5.3 自然循环饱和沸腾实验结果 |
| 5.4 强迫循环干涸点实验 |
| 5.4.1 干涸点的确定 |
| 5.4.2 干涸点影响因素分析 |
| 5.4.3 干涸点预测模型建立 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 自然循环不稳定性实验 |
| 6.1 不稳定性概述 |
| 6.2 各参数对平均特性的影响 |
| 6.3 脉动过程变化过程 |
| 6.4 脉动边界的确定 |
| 6.5 各参数对脉动特性的影响 |
| 6.6 流动不稳定性边界模型 |
| 6.7 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（5）板状燃料元件窄矩形通道实验装置设计及流动传热特性实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 窄间隙通道流动传热特性研究现状 |
| 1.2.1 单相流动阻力和传热特性 |
| 1.2.2 两相流动传热及不稳定性研究 |
| 1.2.3 实验台架设计 |
| 1.3 研究内容和意义 |
| 第2章 实验台架方案设计 |
| 2.1 实验系统回路 |
| 2.1.1 水循环系统 |
| 2.1.2 辅助系统 |
| 2.1.3 实验段结构设计 |
| 2.1.4 系统设计参数 |
| 2.2 实验内容 |
| 2.2.1 实验方案设计 |
| 2.2.2 实验步骤 |
| 2.2.3 实验工况 |
| 2.3 实验参数测量方案 |
| 2.4 不确定度分析 |
| 2.4.1 直接测量参数不确定度分析 |
| 2.4.2 间接测量参数不确定度分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 数据处理和修正 |
| 3.1 数据处理 |
| 3.1.1 壁面热流密度和热损耗计算 |
| 3.1.2 加热板内壁面温度和主流温度的计算 |
| 3.1.3 通道内传热系数的计算 |
| 3.1.4 竖直向下流动单相压降相关计算 |
| 3.2 参数修正 |
| 3.2.1 零点漂移 |
| 3.2.2 功率修正 |
| 3.2.3 加热板电阻修正 |
| 3.3 热电偶标定 |
| 3.4 水动力学特性 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 竖直向下流动传热特性研究 |
| 4.1 单相强迫循环流动特性 |
| 4.1.1 单相强迫循环流动阻力特性 |
| 4.1.2 单相流动压降特性模型评价 |
| 4.2 单相对流换热特性 |
| 4.2.1 竖直向下流动单相温度变化规律 |
| 4.2.2 竖直向下流动单相强制对流传热特性 |
| 4.2.3 单相对流传热经验关系式适用性分析 |
| 4.3 两相流动不稳定特性 |
| 4.3.1 过冷沸腾压降变化特性分析 |
| 4.3.2 入口温度对流动不稳定性的影响 |
| 4.3.3 体积流量对流动不稳定性的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论及建议 |
| 5.1 工作总结和主要结论 |
| 5.2 下一步工作及展望 |
| 符号说明 |
| 参考文献 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
| 致谢 |
（6）摇摆对棒束通道内传热特性的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 棒束通道内传热特性研究现状 |
| 1.2.1 棒束通道内单相对流传热研究 |
| 1.2.2 棒束通道内沸腾传热研究现状 |
| 1.3 摇摆条件下流动传热特性研究现状 |
| 1.3.1 强迫循环条件下传热特性研究 |
| 1.3.2 自然循环条件下传热特性研究 |
| 1.4 本文主要工作 |
| 第2章 实验装置与实验内容 |
| 2.1 实验装置 |
| 2.1.1 热工实验回路 |
| 2.1.2 摇摆台架 |
| 2.1.3 实验本体 |
| 2.1.4 测量系统 |
| 2.2 实验内容与实验步骤 |
| 2.2.1 实验内容 |
| 2.2.2 实验步骤 |
| 2.3 不确定度分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 静止条件下棒束通道内单相对流换热特性研究 |
| 3.1 实验数据处理方法 |
| 3.2 强迫循环条件下单相换热特性 |
| 3.3 自然循环条件下单相对流换热特性 |
| 3.4 混合对流换热特性 |
| 3.5 倾斜棒束通道内单相对流换热特性的实验结果 |
| 3.5.1 截面平均换热系数 |
| 3.5.2 局部换热系数 |
| 3.6 倾斜条件对棒束通道内单相对流换热增强机理分析 |
| 3.6.1 热分层影响 |
| 3.6.2 横向流动影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 摇摆条件下棒束通道内单相对流换热特性研究 |
| 4.1 实验数据处理方法 |
| 4.1.1 非稳态壁温 |
| 4.1.2 非稳态水温 |
| 4.2 摇摆自然循环条件下棒束通道内换热特性 |
| 4.2.1 摇摆对瞬时换热特性的影响 |
| 4.2.2 时均换热特性 |
| 4.3 摇摆对强迫循环条件下棒束通道内换热特性影响 |
| 4.3.1 摇摆启动过程中局部换热特性 |
| 4.3.2 Re的影响 |
| 4.3.3 摇摆周期的影响 |
| 4.3.4 摇摆幅度的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 静止条件下棒束通道内流动沸腾换热特性研究 |
| 5.1 数据处理 |
| 5.1.1 有效加热功率 |
| 5.1.2 主流温度处理 |
| 5.1.3 热力学平衡干度处理 |
| 5.2 沸腾起始点判定准则 |
| 5.3 竖直棒束通道内欠热沸腾特性 |
| 5.3.1 常规通道内欠热沸腾关系式评价 |
| 5.3.2 棒束通道内欠热沸腾影响因素分析 |
| 5.4 竖直棒束通道内饱和沸腾特性 |
| 5.4.1 常规通道内饱和沸腾关系式评价 |
| 5.4.2 棒束通道内饱和沸腾影响因素分析 |
| 5.4.3 棒束通道内局部沸腾换热特性 |
| 5.5 倾斜对棒束通道内欠热沸腾换热特性影响 |
| 5.6 倾斜对棒束通道内饱和沸腾换热特性影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 摇摆条件下棒束通道内沸腾换热特性研究 |
| 6.1 摇摆对自然循环瞬态热工参数影响及其影响机理 |
| 6.1.1 流量变化 |
| 6.1.2 系统压力变化 |
| 6.1.3 壁面温度变化 |
| 6.2 摇摆对自然循环时均系统压力的影响 |
| 6.3 摇摆对强迫循环瞬态参数影响 |
| 6.4 时均换热特性 |
| 6.4.1 欠热沸腾 |
| 6.4.2 饱和沸腾 |
| 6.4.3 机理分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 主要创新点 |
| 后期工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
| 附录 |
（7）过载对窄通道内汽—水两相流动沸腾临界热流密度影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 气液两相流的流型判别 |
| 1.2.2 两相流临界热流密度的实验研究 |
| 1.2.3 两相流临界热流密度数值计算研究 |
| 1.2.4 非常规重力下临界热流密度研究 |
| 1.3 本文的研究方法及主要内容 |
| 1.4 本文研究的技术路线 |
| 第二章 气液两相流基础 |
| 2.1 两相流主要参数 |
| 2.1.1 气液两相流主要参数 |
| 2.1.2 气液两相流动的特点 |
| 2.2 气液两相流物理模型 |
| 2.3 气液两相流均相流模型介绍 |
| 2.4 气液两相流沸腾换热机理 |
| 2.4.1 管内强迫对流沸腾 |
| 2.4.2 CHF机理模型 |
| 2.5 沸腾两相流不稳定性 |
| 2.5.1 沸腾两相流不稳定性分类 |
| 2.5.2 流动不稳定性对CHF的影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 过载作用下流动沸腾CHF实验 |
| 3.1 实验系统及实验流程 |
| 3.2 实验部件 |
| 3.3 CHF实验监测参数与测量仪器 |
| 3.3.1 实验监测参数 |
| 3.3.2 数据采集控制系统与各传感器 |
| 3.4 实验工况范围和实验步骤 |
| 3.4.1 实验工况范围 |
| 3.4.2 CHF实验操作步骤 |
| 3.5 参数计算和误差分析 |
| 3.5.1 参数计算 |
| 3.5.2 误差分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 侧向过载对两相流临界热流密度影响 |
| 4.1 静止状态下的矩形通道内沸腾流动特性 |
| 4.1.1 壁温分布特性 |
| 4.1.2 各参数对CHF的影响 |
| 4.1.3 静止状态下CHF理论值和实验值的比较 |
| 4.2 侧向过载下各参数对CHF的影响 |
| 4.2.1 侧向过载作用下质点受力分析 |
| 4.2.2 CHF实验中侧向过载下流体参数变化趋势 |
| 4.2.3 侧向载荷和质量流速对CHF的影响 |
| 4.2.4 侧向载荷和入口过冷度对CHF的影响 |
| 4.2.5 侧向载荷和加热方位对CHF的影响 |
| 4.2.6 侧向载荷和通道结构对CHF的影响 |
| 4.2.7 侧向过载下CHF拟合预测关系式 |
| 4.2.8 流动不稳定性讨论分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 逆向过载对两相流临界热流密度影响 |
| 5.1 通道内沸腾流动特性的研究 |
| 5.1.1 轴向布置时静止状态下参数变化 |
| 5.1.2 逆向过载下参数变化 |
| 5.2 逆向过载下各参数对CHF的影响 |
| 5.2.1 逆向过载和质量流速对CHF的影响 |
| 5.2.2 逆向过载和入口过冷度对CHF的影响 |
| 5.2.3 逆向过载和加热方位对CHF的影响 |
| 5.2.4 逆向过载和通道结构对CHF的影响 |
| 5.3 逆向过载下预测关系式建立 |
| 5.4 逆向过载下流动不稳定性分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 过载下流动沸腾模型及临界热流密度数值模拟 |
| 6.1 CFD理论基础 |
| 6.2 FLUENT中的两相流模型 |
| 6.2.1 VOF模型 |
| 6.2.2 Mixture模型 |
| 6.2.3 Eulerian模型 |
| 6.3 两相流控制方程及离散 |
| 6.3.1 控制方程 |
| 6.3.2 表面张力模型 |
| 6.3.4 沸腾模型 |
| 6.3.5 湍流模型 |
| 6.3.6 控制方程的离散 |
| 6.3.7 时间步长选取 |
| 6.4 物理模型与网格划分 |
| 6.5 物性参数及边界条件 |
| 6.6 临界热流密度实验研究与数值计算对比 |
| 6.6.1 CHF点的确定 |
| 6.6.2 数值模拟可靠性验证 |
| 6.6.3 质量流速和逆向过载对CHF影响 |
| 6.6.4 入口温度和逆向过载对CHF的影响 |
| 6.6.5 加热方位和逆向过载对CHF影响对比 |
| 6.6.6 大过载条件下CHF数值计算预测值 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 本文工作总结 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 后续工作与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（8）摇摆条件下水平圆管内流动与传热的数值研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 摇摆运动下单相流体流动与换热的理论分析 |
| 1.2.2 摇摆运动下单相流体流动与换热的实验研究 |
| 1.2.3 摇摆运动下单相流体流动与换热的仿真研究 |
| 1.2.4 摇摆运动下单相流体流动与换热的因素分析 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 摇摆条件下的数理模型及数值求解方法 |
| 2.1 摇摆条件下的物理模型 |
| 2.2 摇摆条件下的数学模型 |
| 2.2.1 模型简化及模拟计算假设 |
| 2.2.2 摇摆条件下的受力分析 |
| 2.2.3 控制方程 |
| 2.2.4 边界条件及初始条件 |
| 2.3 数值计算方案 |
| 2.3.1 求解控制 |
| 2.3.2 模拟方案 |
| 2.3.3 网格划分及网格无关性验证 |
| 2.4 摇摆条件下数学模型的验证 |
| 2.4.1 不同计算模型结果比较 |
| 2.4.2 不同大涡子模型结果比较 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 摇摆运动下水平圆管内流动特性研究 |
| 3.1 摇摆运动下水平圆管内速度场的定性分析 |
| 3.1.1 不同摇摆相位水平管内速度场 |
| 3.1.2 轴向不同位置截面速度分布 |
| 3.1.3 各个方向的速度分布云图比较 |
| 3.2 摇摆运动下水平管道内速度场的定量分析 |
| 3.3 摇摆运动对瞬时速度的影响 |
| 3.3.1 摇摆幅度对瞬时速度的影响 |
| 3.3.2 摇摆周期对速度场的影响 |
| 3.4 摇摆运动下影响流动特性的因素分析 |
| 3.4.1 摇摆运动下水平圆管内摩擦压降计算 |
| 3.4.2 摇摆运动下各压降分析 |
| 3.4.3 摇摆周期对摩擦特性的影响 |
| 3.4.4 摇摆振幅对摩擦特性的影响 |
| 3.4.5 摇摆半径对摩擦特性的影响 |
| 3.4.6 雷诺数对摩擦特性的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 摇摆运动下水平圆管内传热特性研究 |
| 4.1 水平圆管内瞬态温度场的定性分析 |
| 4.2 水平圆管内传热特性的定量分析 |
| 4.3 摇摆运动下影响水平管传热特性因素分析 |
| 4.3.1 摇摆周期对传热特性的影响 |
| 4.3.2 摇摆幅值对传热特性的影响 |
| 4.3.3 摇摆半径对传热特性的影响 |
| 4.3.4 雷诺数对传热特性的影响 |
| 4.4 摇摆对水平圆管内传热特性影响机理分析 |
| 4.4.1 流线图 |
| 4.4.2 速度矢量图 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 导师及作者简介 |
| 附件 |
（9）摇摆对自然循环窄矩形通道两相传热特性的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外的研究现状 |
| 1.2.1 单相对流传热特性研究现状 |
| 1.2.2 过冷沸腾起始点的研究现状 |
| 1.2.3 过冷沸腾传热特性的研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 实验装置及实验内容 |
| 2.1 实验装置 |
| 2.1.1 摇摆台 |
| 2.1.2 实验回路 |
| 2.2 实验内容和实验步骤 |
| 2.2.1 实验内容 |
| 2.2.2 实验步骤 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 数据处理 |
| 3.1 实验数据的修正 |
| 3.1.1 零点漂移的修正 |
| 3.1.2 热电偶的标定 |
| 3.2 竖直和倾斜稳态工况下数据处理 |
| 3.2.1 实验段加热板功率的计算 |
| 3.2.2 实验段加热板内壁面温度和热流密度计算 |
| 3.2.3 流体温度的计算 |
| 3.2.4 传热系数的计算 |
| 3.2.5 过冷沸腾局部干度的计算 |
| 3.3 摇摆非稳态工况下内壁温和热流密度的计算 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 单相自然循环传热特性 |
| 4.1 竖直工况下单相自然循环传热特性 |
| 4.1.1 不同热工参数对传热特性的影响 |
| 4.1.2 窄矩形通道内局部温度分布 |
| 4.1.3 自然循环窄矩形通道传热经验关系式 |
| 4.2 倾斜工况下单相自然循环传热特性 |
| 4.3 摇摆工况下单相自然循环传热特性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 自然循环过冷沸腾传热特性 |
| 5.1 竖直工况下自然循环过冷沸腾传热特性 |
| 5.2 自然循环过冷沸腾起始点的研究 |
| 5.2.1 竖直工况下自然循环过冷沸腾起始点特性 |
| 5.2.2 倾斜工况对自然循环过冷沸腾起始点特性的影响 |
| 5.3 倾斜工况下自然循环过冷沸腾传热特性 |
| 5.4 摇摆工况下自然循环过冷沸腾传热特性 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（10）开式自然循环系统气（汽）—液两相流动特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 低压两相自然循环流动特性的研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 气泡提升泵的研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 存在的问题以及本文主要研究内容 |
| 第2章 实验装置与实验内容 |
| 2.1 实验装置 |
| 2.1.1 实验回路 |
| 2.1.2 气泡发生装置 |
| 2.1.3 空气供应系统 |
| 2.1.4 循环水系统 |
| 2.1.5 WMS测量系统 |
| 2.1.6 数据采集系统 |
| 2.2 实验内容及步骤 |
| 2.2.1 实验内容 |
| 2.2.2 实验步骤 |
| 2.2.3 实验注意事项 |
| 2.3 不确定度分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 开式自然循环系统流动特性冷态实验研究 |
| 3.1 注气方式对上升段流型的影响 |
| 3.1.1 直接注气方式所产生的典型流型 |
| 3.1.2 多孔介质管注气方式所产生的典型流型 |
| 3.1.3 不同注气方式下上升段流型对比 |
| 3.2 注气方式对于上升段空泡份额的影响 |
| 3.2.1 截面平均空泡份额瞬时变化规律与流型的关系 |
| 3.2.2 截面时均空泡份额变化规律 |
| 3.2.3 不同空泡份额计算模型的比较 |
| 3.2.4 时均空泡份额径向分布规律 |
| 3.2.5 空泡份额径向分布规律的形成机制 |
| 3.3 影响开式自然循环系统循环流量的主要因素 |
| 3.3.1 沉浸比 |
| 3.3.2 注气方式 |
| 3.3.3 多孔介质管孔径 |
| 3.4 注气方式对两相段的阻力特性影响 |
| 3.4.1 注气方式对两相段总压降和重位压降的影响 |
| 3.4.2 注气方式对两相段阻力压降和驱动压头的影响 |
| 3.4.3 注气驱动自然循环系统的循环能力性能分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 开式自然循环系统流动特性热态实验研究 |
| 4.1 开式自然循环系统瞬时运行特性 |
| 4.2 流动闪蒸现象 |
| 4.3 注气对不稳定流动阶段的影响 |
| 4.4 注气对稳定流动阶段的影响 |
| 4.4.1 流型 |
| 4.4.2 循环流量 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
四、自然循环传热部件内单相水流动阻力的实验研究（论文参考文献）
- [1]超超临界锅炉流动与传热对异形区域水冷壁热应力的影响[D]. 徐青蓝. 东南大学, 2020(01)
- [2]运动条件对自然循环系统驱动力特性的影响机制研究[D]. 魏列. 重庆大学, 2020
- [3]海洋条件下棒束通道内自然循环流动不稳定性研究[D]. 程坤. 哈尔滨工程大学, 2019(04)
- [4]方管流道内气液两相流流动与传热特性实验研究[D]. 鲍辉. 中国科学技术大学, 2019(08)
- [5]板状燃料元件窄矩形通道实验装置设计及流动传热特性实验研究[D]. 张杰. 中国科学技术大学, 2019(08)
- [6]摇摆对棒束通道内传热特性的影响研究[D]. 田春平. 哈尔滨工程大学, 2019(07)
- [7]过载对窄通道内汽—水两相流动沸腾临界热流密度影响研究[D]. 张钊. 南京航空航天大学, 2018(01)
- [8]摇摆条件下水平圆管内流动与传热的数值研究[D]. 申亚丽. 北京化工大学, 2018(02)
- [9]摇摆对自然循环窄矩形通道两相传热特性的影响[D]. 张元培. 哈尔滨工程大学, 2018(12)
- [10]开式自然循环系统气（汽）—液两相流动特性研究[D]. 曹鹏久. 哈尔滨工程大学, 2018(12)