汽泡
- 傾斜棒束通道過冷沸騰傳熱模型研究
的機理模型,其中汽泡動力學和壁面熱流分配模型在過冷沸騰熱流密度計算中的應用受到廣泛關注與研究。在采取壁面熱流分配機理模型計算壁面熱流密度時,汽泡脫離直徑、浮升直徑等參數對壁面熱流密度計算具有很大的影響。Klausner等[1]和Zeng等[2]的汽泡力平衡模型是目前應用較多的求解汽泡相關參數的模型。在最近的研究中,Akand等[3-4]分別對豎直加熱壁面和以IVR(implementation of in-vessel retentio)為背景的傾斜加熱壁
原子能科學技術 2023年8期2023-08-29
- 基于高精度子通道程序的棒束臨界熱流密度機理模型
又分為均相部分和汽泡引起的附加部分:w′l=w′l,hom+w′l,inc(6)w′g=w′g,hom+w′g,inc(7)式中:w′l、w′g分別為液相、汽相攪混速率;w′l,hom、w′g,hom分別為液相、汽相均勻部分攪混速率;w′l,inc、w′g,inc分別為液相、汽相附加部分攪混速率。對于第二類間隙,考慮到1個棒與其周圍4個子通道中第二類間隙的攪混類似于環管的徑向攪混[19],因此第二類間隙處的湍流攪混速率采用基于Levy[20]提出的環管渦擴
原子能科學技術 2023年8期2023-08-29
- 水平管道過冷沸騰換熱的非穩態數值計算
力和熱流密度下的汽泡動力學特性;潘良明等[12]建立了過冷流動沸騰凝結模型,以分析汽泡凝結過程的流場特性;葛蘇槿[13]從含氣率、物理場、汽泡行為等方面對一傾斜管道內過冷沸騰換熱特性進行了數值研究;Lee等[14-17]針對垂直管道內FC-72的過冷沸騰進行了大量研究,首先研究了上升流中的高過冷度核態沸騰,總結了換熱系數沿軸向的變化規律,提出了一種適用于VOF模型的剪切力計算方法,并研究了高過冷度沸騰在CHF點前后的流動傳熱特性以及微重力條件下的低過冷度沸
哈爾濱工業大學學報 2023年6期2023-06-13
- LBE下降流場中傳熱管微裂紋處蒸汽泡動力學數值模擬研究
注入一次側蒸汽的汽泡形成和脫離的過程，這部分汽泡可能會形成包裹在傳熱管表面的汽膜，或以汽塊的形式堆積在管束區域，給蒸汽發生器換熱效率和運行穩定性帶來不利影響。當前關于鉛基快堆SGTR事故的研究工作主要針對傳熱管出現較大破口、二次側冷卻劑以較高流量注入一次側的工況，通過實驗或數值模擬研究水與高溫液態LBE直接相互作用過程［16?17］，以及其對一回路造成的壓力脈沖［18］和溫度瞬變［19］影響。此外，針對進入一次側的水在汽化為蒸汽后的遷移問題，通過數值模擬分
核技術 2022年12期2022-12-22
- 流動沸騰汽泡脫離頻率預測模型分析
，目前大量研究從汽泡核化、生長、脫離這一過程出發，將換熱機理分為蒸發換熱、瞬態導熱和對流換熱，如常用的RPI模型[1]?？梢?，沸騰換熱與汽泡行為息息相關，研究汽泡動力學對提高換熱計算的準確度具有重要意義。汽泡脫離頻率f通常指汽泡脫離壁面的速率，是汽泡生長時間和等待時間之和的倒數，該值直接影響汽泡蒸發帶走的熱量。Colgan等[2]對汽泡在不同壓力下的脫離頻率進行了實驗研究，認為脫離頻率與壓力呈負相關，而部分預測模型存在低估低壓下脫離頻率的問題；Brooks
原子能科學技術 2022年12期2022-12-16
- 基于汽泡動力學特性的窄矩形通道內的CHF機理模型
分離模型［6］、汽泡壅塞模型［7］、微液層蒸干模型［8］、界面抬升模型［9］等。在這些模型中，汽泡壅塞模型和微液層蒸干模型得到了多數學者的認可［10-11］。汽泡壅塞模型認為，當空泡份額超過了臨界空泡份額，阻止液體繼續潤濕壁面時，會導致CHF發生；微液層蒸干模型認為，汽泡彈與加熱面之間存在微液層，當微液層中的蒸發速率大于液體潤濕壁面的速率時CHF發生。為了深入探究CHF發生機理，最近有大量學者將CHF機理與核態沸騰聯系起來，認為CHF是核態沸騰的上限，例如
核技術 2022年10期2022-11-19
- 基于CFD方法的矩形窄縫通道內過冷流動沸騰模型研究
發生過冷沸騰時，汽泡運動行為將受到高度方向上更陡峭的速度分布的影響而發生改變。在加熱壁面上的汽泡行為中，汽泡滑移現象受到很多學者的關注。Thorncroft和Klausner[1]對豎直通道中冷卻劑FC-87的沸騰換熱系數進行了測量，結果表明，向上流動沸騰的換熱系數顯著高于向下流動工況，分析認為向上流動時壁面附近汽泡的滑移運動增強了換熱。Li等[2]進行了運行壓力0.1 MPa、高2 mm的窄矩形通道內豎直向上的流動沸騰實驗，同樣觀察到了頻繁的汽泡滑移。Y
原子能科學技術 2022年10期2022-10-29
- 豎直向下浸沒式蒸汽直接接觸冷凝流型研究
驗，研究了壓力對汽泡冷凝的影響，并根據實驗數據繪制了喘振冷凝流型圖。Aya等[6-9]測量了蒸汽冷凝引起的排放管的壓力和流體振蕩，并以排放管內不同的壓力振蕩劃分了冷凝流型圖。Cho等[10]通過聲學、視覺觀察和動態壓力行為，繪制了冷凝流型圖。都宇等[11]開展了蒸汽直接接觸冷凝實驗，對各典型的流型特征進行了歸納總結，認為影響流型形成和轉變的主要因素是蒸汽質量流速、水過冷度和蒸汽雷諾數。目前對冷凝流型的研究主要集中在高蒸汽質量流速條件，而對于低蒸汽質量流速條
原子能科學技術 2022年8期2022-09-06
- 豎直向上蒸汽射流汽泡凝結形態實驗研究
界面的快速演變和汽泡的突然湮滅，會產生強烈壓力振蕩。在此過程中的汽液兩相之間的能質交換均是通過相界面進行傳遞，因此汽液相界面形態特征是建立蒸汽凝結物理模型的重要基礎。在高質量流率蒸汽直接接觸凝結過程中，噴嘴出口的蒸汽會形成一個封閉的蒸汽腔體，這個腔體被稱為汽羽。高質量流率蒸汽凝結具有高雷諾數、大密度差和強相變換熱等特征，在過冷水的卷吸作用下，在汽液相界面周圍會形成一層具有大量汽泡和水混合的汽液兩相區，并且在汽羽尾部會形成熱水層紊流區。在Chun[7]和Ch
熱力發電 2022年7期2022-07-29
- 連通微通道內過冷流動沸騰傳熱強化機理分析
相流動，初始孤立汽泡在連通區域生成，流體流動分為三個階段：周期性充液、分層流動和蒸汽交替流動。Megahed在實驗中也發現汽泡在連通區域成核并迅速生長，連通結構增加了成核位點，使微通道表面溫度分布更均勻。連通結構也可改變液膜分布，從而達到強化換熱的效果。湯宇軒等采用間斷的方式將波紋微通道連通，該連通微通道在核態沸騰區促進了汽泡核化，同時在對流沸騰區及時地為液膜蒸發供液，使液膜處于連續發展階段，增強了微通道的換熱性能。黨超等提出具有內部連通區域的微通道結構，
化工進展 2022年6期2022-06-24
- 流動沸騰汽泡脫離直徑尺寸分布研究
分。蒸發換熱是指汽泡從生長到脫離帶走的熱量，瞬態導熱是指汽泡脫離壁面后較冷的液體填充汽泡原來的位置重新形成過熱液層帶走的熱量，而對流換熱則是指由于液體流動所造成的換熱[2]?？梢?，沸騰換熱與汽泡行為息息相關，研究汽泡動力學參數對計算換熱具有重要的意義。脫離表示汽泡在核化點生長到一定大小離開核化點的行為，汽泡脫離直徑即指汽泡離開壁面核化點時的直徑，該值的大小將直接影響汽泡蒸發帶走的熱量[3]。目前，研究汽泡脫離直徑的方法主要有3種，即力平衡法、能量平衡法和經
原子能科學技術 2021年11期2021-11-11
- 探討離心泵的汽蝕危害及其預防措施
泵在運轉中的液體汽泡從產生到破裂的全過程，一般情況下，汽泡從產生到消失的時間非常短，且這一過程的動態較為復雜。當離心泵中的液體發生流動時，其中流道內的每個點的壓強是不相同的。液體流動的靜壓力降低就會產生一定的汽化，因為就一般情況下的流體物理學來說，雖然和外界沒有能量交換，外界的熱量也沒有傳達到液體中，但是由于液體快速流動所產生的低壓低于汽化的壓力，就會使得質點產生汽化，這種汽化的表現形式就是在離心泵的液體中產生很多的汽泡，同時這些汽泡中有很多充斥著液體的蒸
科海故事博覽 2021年13期2021-09-02
- 液態金屬軟表面池沸騰傳熱的實驗研究*
金屬軟表面增加了汽泡核化穴數量, 減小了汽泡尺寸, 提高了汽泡脫離頻率.觀察到軟表面彈性毛細波和汽泡射流現象.彈性毛細波增強了壁面熱邊界層熱質傳遞.發現汽泡脫離過程中, 汽泡尾部在液態金屬薄層內形成殘余核化穴, 殘余核化穴快速長大, 與上升的大汽泡聚合, 形成汽泡射流現象.彈性毛細波及汽泡射流解釋了液態金屬軟表面強化池沸騰傳熱的機理.1 引 言池沸騰廣泛用于許多熱能耗散系統的冷卻, 如大功率電子設備、熱交換器和核反應堆等.池沸騰是一種伴隨著汽液相變的高效能
物理學報 2021年13期2021-08-04
- 超聲場下微細通道內R141b流動沸騰壓降特性研究
時，從壁面脫離的汽泡增加，凝縮的汽泡數量減少，通道內的流型可能發生變化，故而壓力曲線發生轉折，熱流密度越大，流型轉換的位置更靠近入口。圖6b中3條曲線也存在明顯轉折，計算得59.32、88.98、118.64 kg/(m2·s)3種質量流率下單相段長度分別為78.1、117.2、156.3 mm，說明質量流率增大使得單相段長度增大，兩相段長度減小，兩相段內流型的轉換也推遲。不同工況下單相段及兩相段長度如圖7所示。在有無超聲條件下在微細通道中開展流動沸騰實驗
農業機械學報 2021年6期2021-06-29
- 蒸汽直接接觸間歇凝結界面行為及壓力振蕩研究進展
會發生管道出口處汽泡破裂和周圍過冷水周期性吸入并排出蒸汽管道的現象，這是導致間歇凝結與其他凝結流型相比具有最不穩定汽液界面的主要原因。間歇凝結汽液界面的瞬態波動，一方面會導致流動湍流程度增加進而強化熱質交換，另一方面則會誘發系統壓力的瞬時劇烈振蕩，從而給相關設備和管道的安全運行帶來不利影響[13-15]。鑒于前述原因，諸多學者對不同汽水熱工參數和蒸汽管道直徑條件下的間歇凝結進行了研究，如表1所示。本文中以大量學者對間歇凝結的研究為基礎，對間歇凝結汽液界面演
河北水利電力學院學報 2021年2期2021-06-23
- 加熱面尺寸對飽和池沸騰換熱性能的影響
，常用換熱系數、汽泡的脫離直徑、脫離頻率、汽化核心密度等參數及各階段沸騰曲線的特征來描述沸騰換熱性能[5-8]。相關研究表明，影響池沸騰換熱的沸騰曲線、氣泡行為和換熱系數的因素有換熱面結構、換熱工質性質、實驗環境[9-12]、換熱面尺寸等，其中換熱面尺寸是重要因素之一。國內外眾多學者對不同尺寸加熱面的池沸騰換熱性能進行了許多研究。BAKHRU等和ZHANG等通過實驗和數值模擬方法研究了加熱面尺寸對池沸騰換熱曲線的影響[13-14]。SUJITH和RAINE
西安科技大學學報 2021年3期2021-06-17
- 離心泵空化余量分析研究
不穩定?；旌舷嗉?span class="hl">汽泡相連續方程可由下列方程表示［6］?；旌舷噙B續性方程：式中 ρ——水的密度；汽泡相連續性方程：式中 f——汽泡相質量組分。汽泡相和液體相動量方程求和得到混合相的動量方程［6］：1.3.2 空化流動模型離心泵在運行過程中，空化發生在局部低壓區也就是速度較高的區域，在這一區域汽泡相和水相滑移作用相對很小。本文空化流動計算采用均相流模型，即汽液兩相具有相同的壓力場和速度場，兩相間無速度滑移，汽泡的湍流擴散相當于水流的湍流擴散，把汽泡相和水相統一
流體機械 2021年1期2021-02-23
- 汽泡活化核心密度預測模型分析
84)沸騰換熱與汽泡行為息息相關，完整的換熱過程通常包括汽泡的核化、生長、脫離和浮升[1]?；罨诵拿芏缺硎締挝幻娣e內汽泡核化的數量，直接影響汽泡蒸發帶走的熱量，因此具有較大的研究意義。影響活化核心密度Na的因素很多。文獻[2]主要考慮了壁面過熱度、壓力和接觸角的影響，通過理論分析提出了一套預測模型；Basu等[3]認為接觸角和壁面過熱度的影響最大，因此以過熱度15 ℃為界，提出一套預測模型；Ren等[4]和Ai等[5]分別對過冷流動沸騰下的汽泡行為開展了
哈爾濱工程大學學報 2021年12期2021-02-10
- 超聲波對微細通道內納米制冷劑流動沸騰傳熱影響
結果表明超聲波在汽泡中的傳播較弱。對于質量分數為0.2%的納米制冷劑，進出口超聲作用下超聲強化因子最大為1.46。該研究結果可為通過施加超聲波提高微細通道換熱性能提供新思路。超聲波；流動沸騰；微細通道；納米粒子；傳熱0 引 言在農業工程中，農業機械的散熱問題近年來被廣泛關注。微細通道具有尺寸小和換熱效率高等特點，故而在太陽能電池的散熱、農產品的干燥系統、LED光源系統的冷卻等方面有著重要的前景[1-3]。Bogojevic等[4]通過試驗對比了細通道和常規
農業工程學報 2020年19期2020-12-25
- 球形燃料孔隙內汽泡生長與脫離
沸騰核化過程——汽泡的生長、脫離及運動等問題是對球床核反應堆進行研究的基礎，同時燃料間隙內的沸騰對核反應堆的運行效率、運行安全等都有很大的影響。對于加熱面上的汽泡生長，主要有兩種觀點，一種觀點認為汽泡生長是汽泡周圍所有界面蒸發的結果，蒸發所需的熱量由汽泡周圍的過熱流體層提供。進一步研究表明，供給汽泡長大的熱量不僅來自過熱液體層(壁面間接供熱)，而且來自與汽泡根部直接接觸的加熱壁面(壁面直接供熱)[1]。另外一種比較普遍的觀點認為在汽泡底部形成一層微液膜，液
核科學與工程 2020年5期2020-11-30
- 加熱面朝下的池沸騰汽泡動態行為研究
對加熱表面朝下的汽泡動態行為及其對CHF影響的機理缺乏深入的研究。實驗研究發現，加熱面朝下的沸騰換熱的CHF隨著傾角的增大而增大[4-7]，同時Yang等[8]和Howard等[9]發現CHF隨著傾角的減小存在“轉折角效應”，即當傾角小于某一值時，CHF會迅速下降。汽泡在加熱表面朝下的停留時間與沸騰危機的觸發機理具有直接關系。鐘達文等[7]通過可視化發現朝下溝槽結構表面高熱通量時在不同傾角下的汽泡運動形態可分為蒸汽膜結構和波浪蒸汽層結構，兩種汽泡結構有不同
原子能科學技術 2020年10期2020-10-24
- 全氟烷基表面活性劑強化池沸騰換熱
，從而影響了沸騰汽泡行為，強化沸騰傳熱過程。因此，通過可視化手段觀察汽泡行為的變化是分析研究池沸騰過程的最直接方法。Najim等[12]使用尼古丁作為表面活性劑進行實驗，并進行了可視化觀察。發現溶液濃度達到2500mg/L（1mg/L=0.0001‰）時可將溶液表面張力減小一半左右。表面張力的減小使產生汽泡所需的能量減少，進而增加了汽化核心密度，使得生成更多更小的汽泡，實驗結果同樣也表明，表面活性劑的添加對溶液的池沸騰換熱有明顯的強化效果。Wang等[13
化工進展 2020年8期2020-08-17
- Ω型凹槽微通道內的汽泡行為及流動沸騰特性
微通道可有效增大汽泡成核密度，降低起始沸騰時的壁面過熱度，提高沸騰換熱系數.DENG D.X.等[6]試驗研究Ω型凹槽微通道內的流動沸騰特性，發現Ω型凹槽微通道不但可以增大沸騰換熱系數，而且可以降低汽液兩相流的流動阻力，緩解兩相流動的不穩定性.KUO C.J.等[7]研究Ω型凹槽微通道內的流動沸騰時發現，Ω型凹槽微通道不僅能夠顯著促進汽泡成核，而且汽泡生長具有較好的重復性、均勻性，可以提高臨界熱流密度.在平直微通道中發生的流動沸騰，往往由于拉長汽泡的快速膨
江蘇大學學報（自然科學版） 2020年4期2020-08-08
- 春天家里也要煥然一新～
。 親親海龜睹喱汽泡彈HKD80 為支持零包裝，喚起人們的環保意識，LUSH的這款小海龜汽泡彈同樣不采用任何包裝。絲柏和檀香的氣息可以起到喚醒精神的作用，海藻成分則可以起到令肌膚變得柔軟的作用。 女神汽泡彈HKD85 有哪個女孩子能拒絕醉人的茉莉花香味呢？除了美妙的淡紫色浴水，哥倫比亞可可脂和乳木果脂融化在奶白色的浴水中，再配合摩洛哥堅果油的軟膚功效，為你帶來三重滋潤的感受，泡澡也要做個精致girl～ 璀璨星河汽泡彈HKD70 想知道在太空中沐浴是什么感覺
ViVi美眉 2019年5期2019-09-10
- 循環水泵維修經驗
就會因汽化而產生汽泡。汽泡主要由蒸汽組成，因水中溶解有一定量氣體，所以汽泡中除了蒸汽以外，還夾帶少量氣體。當汽泡隨水流流到高壓區時，高壓液體將使汽泡急劇縮小并直至凝結成水，汽泡逐漸變形而最終破裂。當汽泡破裂時，細水滴以高速填充汽泡空穴而發生互相撞擊從而形成強烈的水擊作用，使過流區域的材料受到腐蝕破壞。由此可知，汽蝕過程包括汽泡形成、汽泡生長、汽泡破裂，從而導致水泵葉輪及泵體發生腐蝕和汽蝕。1.3 根本原因1.3.1 設備原因分析（1）循泵本身為臥式結構設計
設備管理與維修 2019年21期2019-02-19
- 不同孔密度泡沫銅在不同壓力下沸騰換熱試驗研究
了泡沫銅孔密度對汽泡生長過程的影響，發現90PPi泡沫銅在較低的過熱度下就發生了汽泡合并,在較高過熱度下,低孔密度泡沫銅的沸騰換熱性能優于高孔密度泡沫銅．隨后分別以光滑表面、微槽道表面和多孔涂層表面為蒸發壁面進行沸騰換熱實驗研究[7-8],實驗結果表明:微槽道表面和多孔涂層表面的沸騰換熱性能均優于光滑表面,在低過熱度下多孔涂層表面的沸騰換熱性能優于微槽道表面,在高過熱度下微槽道表面的沸騰換熱性能優于多孔涂層表面．并且三維多孔涂層表面的臨界熱流密度為普通表面
江蘇科技大學學報(自然科學版) 2018年5期2018-12-04
- 缸蓋鼻梁區沸騰汽泡演化行為可視化試驗研究
）缸蓋鼻梁區沸騰汽泡演化行為可視化試驗研究龔偉 （上海柴油機股份有限公司，上海200438）以某增壓柴油機為研究對象，搭建了氣缸蓋鼻梁區內沸騰汽泡演化行為可視化試驗平臺，拍攝標定工況下鼻梁區域內汽泡成長、滑移、聚合等行為，開展了缸蓋水腔內沸騰換熱和汽泡演化行為特性的研究。研究結果表明，在成長開始階段，汽泡成長平均直徑的增長速度比較快，然后逐漸下降且有著穩定的趨勢。在不同曲軸轉角下，汽泡當量直徑分布符合正態分布規律，且汽泡的聚合現象越多對整體汽泡行為的隨機性
柴油機設計與制造 2017年3期2017-09-19
- 重力熱管流動與傳熱特性的數值研究
心增多，單位時間汽泡生成率變大，而加熱面上汽泡的生長和脫離對加熱面附近的液體產生了強烈的擾動，使蒸發段的對流換熱得到強化.當加熱量超過一定值時，對流傳熱系數減小，壁面溫度逐漸升高而達到了熱管傳熱極限，傳熱性能惡化.如圖3(b)所示，冷凝段對流傳熱系數隨著加熱功率的增大而增大.蒸發段蒸汽生成率的增大使得冷凝段液膜厚度不斷增大，理論上會導致冷凝對流傳熱系數的減小，但是蒸汽速度的增加會在汽液交界面處形成界面波，界面波不僅增大了傳熱表面積，而且加劇了對冷凝段液膜的
動力工程學報 2017年7期2017-07-18
- 單面加熱微細窄通道內過冷沸騰的傳熱特性
熱流較高時,孤立汽泡的生長或互相融合可以形成拉長汽泡.在較高流速(300和400 kg/(m2·s))下,拉長汽泡在慣性力作用下迅速離開加熱段；在低流速(200 kg/(m2·s))下,拉長汽泡向上游擴張,在整個加熱段上引發短時薄液膜蒸發過程,并伴隨局部干涸和重新潤濕的現象,同時換熱系數顯著高于較高流速下.相對于豎直通道,水平通道內在較低熱流下被大量汽泡占據,形成較早的干涸,壓降和壁溫均出現較大的波動.微細窄通道；過冷流動沸騰；豎直通道；水平通道；拉長汽泡
浙江大學學報（工學版） 2016年4期2016-12-19
- 微尺度流動沸騰不穩定性的控制策略
制方法包括加種子汽泡、注入空氣、用納米流體三類；被動控制方法包括做入口節流裝置、人工核化穴、用拓展通道等。文中對每種方法的原理、技術手段及其性能與優缺點等進行深入細致的闡述、對比與討論，并對其未來的發展趨勢作了展望。論述內容對微通道相變換熱系統的設計、控制及運行有重要指導意義。微通道；相變；不穩定性；主動式；被動式Ledinegg[1]于1938年提出兩相流不穩定性概念以來，兩相流不穩定性的問題引起研究者廣泛的關注。1960年前后，能源工業迅速發展，人們對
安徽工業大學學報（自然科學版） 2016年4期2016-03-28
- VOF模型界面傳質與體積傳質的轉換方法
尺寸的網格模擬了汽泡冷凝問題，并在汽泡生長方面對該轉換方法加以簡單應用，模擬結果與理論分析及實驗結果符合良好，合理可行，可廣泛應用到多相流中界面傳熱傳質模擬的過程。VOF模型；界面；局部傳質；理論推導；網格無關性；多相流過冷沸騰由于其換熱效果強烈，能較好地滿足核工業體積小、能量密度高的要求，受到越來越多研究者的關注；窄通道由于結構緊湊、換熱性能好等特點，得到越來越多的重視。為了較好地研究強化換熱特性，大量研究者對窄通道內的汽泡行為進行了研究，大部分是基于實
哈爾濱工程大學學報 2015年3期2015-06-15
- 離心式上充泵首級葉輪空化特性與試驗研究
表明：初生空化時汽泡首先出現在葉片進口背面處，臨界空化狀態以后葉片工作面也開始出現汽泡；在發展空化到嚴重空化狀態之間，空化和葉輪蝸殼動靜干涉共同影響葉輪內的壓力脈動規律；嚴重空化狀態之后，空化成為主要影響因素，壓力脈動變得相對穩定，葉輪進口和中部的壓力脈動幅值明顯減小，但葉輪出口處仍然保持較高幅值且比較規律的壓力脈動。上充泵；首級葉輪；空化；壓力脈動；數值模擬離心式上充泵是核電站一回路化學和容積控制系統的重要組成部分，也是難度僅次于主泵的核安全Ⅱ級設備[1
原子能科學技術 2015年10期2015-05-04
- 搖擺運動對過冷沸騰傳熱特性影響的機理分析
2 個方面：一是汽泡動力學效應；二是由汽泡引起的湍流擾動。兩者的聯合作用導致過冷沸騰傳熱強度遠高于單相傳熱。近年來，研究人員又發現由窄矩形通道組成的換熱元件具有結構緊湊、換熱性能優越的特點，因此，其通過結合過冷沸騰與窄矩形通道強化換熱的優點，設計出了多種適用于船舶領域的換熱設備。已有研究表明，船用換熱設備與陸用換熱器在運行環境方面存在的差異主要在于船舶受搖擺運動的影響。因此，通過掌握船舶搖擺運動狀態對換熱設備熱工水力特性的影響規律及影響程度，便可以達到提高
中國艦船研究 2015年1期2015-02-07
- 單汽泡沸騰過程數值模擬的研究
3-3890）單汽泡沸騰過程數值模擬的研究劉俊杰1，2，王國清1，張利軍1，姚詩訓2（1. 中國石化 北京化工研究院，北京 100013；2. 卡內基梅隆大學 機械系，美國 賓夕法尼亞州 匹茲堡，15213-3890）利用Comsol Multiphysics軟件中的Level Set方法對單汽泡沸騰過程進行了模擬，建立了微細結構網格，給出了邊界條件，求解了質量、動量、能量和Level Set方程，得到了正確的模擬結果。分析了單汽泡沸騰過程中相含率、壓力場
石油化工 2015年11期2015-02-05
- EHD強化換熱的機理分析研究
效應；另一個是對汽泡運動的效應。在電場中放入一個固體，產生的自由電荷為[4]:ρe、為單位體積中正負離子和電子電荷的總和。電場對強化傳熱的作用的實質，目前一般認為來源于電場力對流體的作用。因此，對EHD強化傳熱的機理進行探討[4]，要從EHD強化傳熱的原動力著手。根據電磁學理論，電場中的流體所受的電場力:其中ρ為流體密度，ρe為流體所帶的凈電荷密度，E為電場強度，ε為介電常數。式中第一、二、三項分別為：(1)庫侖力(哥倫布力)：施加于流體自由電荷的力(當電
制冷 2014年4期2014-08-28
- 窄矩形通道內汽泡聚合行為研究
過冷沸騰過程中的汽泡行為研究還較少。在已有的研究中，多是關注單個汽泡的行為特征，例如生命周期、生長曲線和脫離直徑等，而對汽泡間相互作用的研究就更少。文獻[3]對低熱流密度孤立汽泡區域的滑移汽泡的聚合作用進行了可視化研究，指出滑移汽泡的聚合作用是一種積極的作用，有利于該區域附近換熱的提高。文獻[4]以戊烷和R-113為工質，人工造成3個核化點，研究了池式沸騰時的汽泡聚合現象。發現遠離加熱面的聚合對沸騰傳熱的影響很??；在壁面附近豎直汽泡的聚合可能會導致沸騰危機
原子能科學技術 2014年6期2014-08-08
- 窄矩形通道內過冷流動沸騰汽泡生長模型研究
件下的換熱特性及汽泡動力學行為影響更加復雜。目前，國內外已有不少關于汽泡生長特征的可視化研究，但這些研究多集中在大尺寸或環形流道內以及人工核化點條件下的汽泡生長[1-4]，對窄矩形通道內過冷流動沸騰汽泡行為的研究也多為常壓條件或實驗工況參數范圍較為有限[5-7]，汽泡在不同壓力條件下的生長模型的研究較少。本文通過對不同壓力條件下豎直窄矩形通道內的汽泡行為可視化拍攝，研究不同熱工水力參數對汽泡生長模型特征的影響，這對深入研究過冷沸騰換熱機理有積極意義。1 實
原子能科學技術 2014年12期2014-08-08
- 非能動余熱排出換熱器池沸騰換熱性能研究
池沸騰實驗證實了汽泡滑移行為對加熱表面沸騰換熱量的重要貢獻。在低熱流密度條件下，汽泡滑移距離較長，對換熱具有較大影響；在高熱流密度條件下，汽泡滑移距離變短，對換熱貢獻減弱。Gupta等[5]進行了一系列管束核態沸騰實驗研究。結果顯示，沿汽泡流動方向沸騰換熱系數有增大的趨勢；在相同條件下，上部管道的沸騰換熱性能較底部管道的好。國內也有不少學者[6-8]對管束核態沸騰進行了詳細研究。然而在應用中，尤其是針對大功率核反應堆余熱排出換熱器，一般都是由大量光管組成。
原子能科學技術 2014年12期2014-08-08
- 窄通道內的汽泡核化以及滑移汽泡的影響
150001)汽泡的核化是沸騰汽泡產生的根源，在持續熱量輸入的情況下，液體的溫度會不斷上升并超過飽和溫度，隨后發生相變而產生汽泡。汽泡核化密度及汽泡核化頻率的確定對沸騰換熱研究有重要意義，決定了通過相變所交換的熱量以及ONB點(沸騰起始點)的位置。汽泡的核化也是兩流體模型中界面參數中源項的重要組成部分，對界面輸運方程的求解起著至關重要的作用[1]。為確定加熱表面上的核化點密度及其分布情況，眾多研究者對此展開了大量研究[2-5]。確定核化點密度的研究方法主
原子能科學技術 2014年5期2014-08-07
- 搖擺條件下矩形窄縫通道內汽泡脫離直徑模型構建及分析
是對流傳熱，二是汽泡生長及脫離。因此，汽泡脫離直徑是沸騰傳熱機理模型研究中的重要參數之一。目前，汽泡脫離直徑預測模型的研究方法之一是對單個汽泡在生長過程中的受力進行分析，通過受力平衡進行求解[1-4]。但現有模型均是在靜止條件下獲得的，而在搖擺條件下，由于瞬變外力場的引入，汽泡受力過程變得更加復雜。實驗結果表明，搖擺條件下汽泡生長和脫離過程均會受到影響，進而影響通道內的傳熱過程。因此，開展運動條件下汽泡受力分析，探析搖擺運動條件下汽泡脫離機理，對運動條件下
原子能科學技術 2014年5期2014-08-07
- 搖擺條件下矩形窄縫通道內汽泡脫離直徑實驗研究
傳熱機理模型中，汽泡脫離直徑及預測模型作為非常重要的參數，得到越來越多學者的關注[2-3]。當矩形窄縫通道整體運行于海洋條件時，會存在典型搖擺運動，此時，由于非勻速運動產生的附加外力場的影響，通道內的沸騰傳熱特性會發生顯著改變[4]，但搖擺運動下傳熱特性機理研究鮮有報道。因此，開展搖擺運動條件下汽泡脫離直徑的研究，對揭示搖擺條件下沸騰傳熱機理有重要作用。目前國內外已有不少關于過冷沸騰汽泡脫離直徑的研究，但大部分都是在靜止條件下開展的，對搖擺運動影響的研究主
原子能科學技術 2014年4期2014-08-07
- 壓水堆棒束定位格架兩相攪混特性數值研究
度(CHF)，但汽泡流動的模擬結果表明CFD方法能有效支持燃料組件的設計。發生CHF之前，加熱壁面附近存在含有較多汽泡的薄層(汽泡層)，有必要對其行為特性進行分析。為了預測CHF的發生機理，Tong等[7]提出了經典的汽泡壅塞(BC)模型，此模型適用于高流速、低含汽率的流動沸騰，在棒束中預測結果較好。該模型有以下假設。1) 在過冷和低含汽率沸騰中，近壁面汽泡層沿通道生長，直至湍流漩渦太小以至無法輸運徑向汽泡。發生CHF時，汽泡層的厚度達到最大。2) 當扁平
原子能科學技術 2014年9期2014-08-06
- 周期力場下窄通道內汽泡滑移實驗研究
期力場下窄通道內汽泡滑移實驗研究李少丹，譚思超，高璞珍，許 超，胡 健，鄭 強（哈爾濱工程大學核安全與仿真技術國防重點學科實驗室，黑龍江哈爾濱150001）為了探索海洋條件下的沸騰換熱機理，完善海洋條件下兩相流動模型，采用高速攝影設備對搖擺狀態周期力場下矩形窄通道內的汽泡滑移進行了實驗研究。實驗結果表明，在搖擺運動的影響下，汽泡的滑移速度發生了周期性波動，波動的周期與搖擺運動周期基本一致；搖擺運動所引起的附加慣性力以及系統流量的波動對汽泡滑移速度波動影響不
哈爾濱工程大學學報 2014年8期2014-06-24
- 農用水泵汽蝕故障診斷及排除
形成的大量水蒸汽汽泡，隨未汽化的水流入葉輪內部高壓區，汽泡在高壓作用下在極短的時間內破裂，并重新凝結成水，汽泡周圍的水迅速向破裂汽泡的中心集中而產生很大的沖擊力。這種沖擊力作用在農用水泵的壁上，就形成了對水泵的汽蝕。2.農用水泵汽蝕的危害農用水泵壁面在沖擊力反復作用下，起初是出現麻點，繼而變成蜂窩狀。嚴重時壁面會在短期內被擊空。在出現汽蝕的同時，一般還伴有汽泡破裂的噼啪轟鳴聲和振動等。由于還有一部分沒有破裂的汽泡隨水流出水泵，導致泵的流量減小。3.農用水泵
山東農機化 2014年1期2014-04-05
- 流動沸騰條件下窄通道內的汽泡生長和冷凝
性特性，通道內的汽泡行為難以預測。通道內汽泡的生長和冷凝對換熱系數以及阻力系數的確定具有重要的意義，決定了通道的換熱和流動特性。此外由于空泡份額的大小會影響到核反應堆的功率水平，因此汽泡的生長和冷凝也關系到反應堆的安全性［2］。本文采用高速攝影裝置對過冷沸騰窄通道內的汽泡生長和冷凝特性進行可視化實驗，根據汽泡所表現出的不同特性進行分類研究，以進一步完善窄通道內的流動沸騰模型。1 實驗裝置本研究所采用的過冷流動沸騰實驗裝置如圖1所示，實驗回路主要由可視化實驗
原子能科學技術 2014年1期2014-03-20
- 壓水堆蒸汽發生器自由液面膜液滴產生情況估算
由于機械打碎以及汽泡破裂產生大量的小液滴，這些小液滴如果不能除去而被飽和蒸汽流夾帶進入二回路，將會造成管道關閉件卡死以及汽輪機葉片的汽蝕，最終影響電廠運行以及機組壽命。因此，核電廠設計要求蒸汽發生器出口處濕度不能高于0.25%，針對蒸汽流中液滴夾帶問題的研究成為汽水分離裝置設計過程的核心環節［1］。由于此前蒸汽發生器中的實驗研究與理論研究主要關注宏觀層面，理論模型大量應用兩流體與均相流模型，汽液整體考慮；實驗研究以實驗不同汽水分離器的分離效率為主進而進行結
原子能科學技術 2014年1期2014-03-20
- 蒸汽水下噴注噪聲的試驗研究
分割成許許多多的汽泡.由于汽液混合層內存在較大的溫度梯度，所形成的汽泡會很快地塌縮破裂.在汽泡潰滅過程中，由于體積迅速變化，造成強烈的壓力脈動，從而產生強烈的體積脈動噪聲.此外，高速的蒸汽噴入水中與周圍低速水發生湍流混合，使水的穩定狀態受到破壞而發生很大的擾動，由此產生湍流噪聲.對于脈動體積聲源，僅與流體的脈動質量有關，因此將式（1）簡化后可推得［11］式中，ρ0為周圍液體的密度，kg／m3；r為汽泡中心至流場中任一點處的徑向距離，m；R為汽泡半徑，m.對
上海理工大學學報 2012年5期2012-10-10
- 水泵汽蝕的危害與防治
形成的大量水蒸氣汽泡，隨未汽化的水流入葉輪內部高壓區，汽泡在高壓作用下于極短的時間內破裂，并重新凝結成水，汽泡周圍的水迅速向破裂汽泡的中心集中而產生很大的沖擊力。這種沖擊力作用在水泵的壁上，就形成了對水泵的汽蝕。二、水泵汽蝕的危害水泵在產生汽蝕的過程中，由于水流中含有汽泡破壞了水流的正常流動規律，改變了流道內的過流面積和流動方向，因而葉輪與水流之間能量交換的穩定性遭到破壞，能量損失增加，從而引起離心泵的流量、揚程和效率迅速下降，嚴重者可達到斷流狀態。這種工
山東農機化 2012年4期2012-08-15
- 添加表面活性劑的沸騰換熱強化研究進展
換熱的影響、單個汽泡行為、沸騰換熱關聯式等方面探討得不夠深入。作者從活性劑溶液沸騰換熱特性及其影響因素、沸騰汽泡行為、沸騰換熱關聯式等角度全面綜述活性劑溶液沸騰換熱的國內外研究現狀，并指出現有研究不足和進一步的研究工作。1 沸騰換熱特性及其影響因素1.1 界面吸附對沸騰換熱的影響活性劑在汽、液、固三相組成的汽液、固液和汽固界面的吸附會導致溶液表面張力和潤濕性能的改變，從而影響溶液沸騰換熱特性。加入活性劑后溶液表面張力的變化及其對沸騰換熱的影響一直是重點研究
制冷學報 2012年6期2012-08-03
- 管束通道內沸騰兩相流特性的研究
動的擾動，分割大汽泡，而且各子通道間流動相互干擾，增加了流動的復雜性；其次，二者的加熱條件不同。圓管通道兩相流體的沸騰屬于管內流動，熱量通過圓管管壁對管內流體進行加熱。而對于管束通道兩相流體的沸騰，兩相流體在加熱的管束外流動，熱量通過管束壁面對管外流體加熱。從而，管束通道中的兩相流流型呈現出不同特性。圖4是在本實驗條件下，管束通道內汽液兩相流動沸騰出現的主要流型：即泡狀流、泡狀－攪混流、攪混流（乳沫狀流）和環狀流，與Hewitt ＆Roberts［7］所得
核科學與工程 2012年3期2012-06-26
- 水下沖擊波聚焦作用下空化效應的實驗研究
波聚焦過程和空化汽泡的產生、發展及湮滅的整個過程進行了研究。對壓力歷程曲線和高速攝影所得結果進行對比分析得到空化現象產生的物理過程。實驗結果表明：負壓是空化現象發生的主要原因，空化汽泡的塌縮時間與汽泡半徑存在線性關系，并且汽泡膨脹階段持續的時間大于塌縮階段持續的時間。沖擊波聚焦；空化效應；空化汽泡；高速攝影；實驗研究0 引 言空化是液體介質中普遍存在的一種自然現象。當聲波或沖擊波作用于液體介質時，液體介質中某點會經歷周期性的壓縮、膨脹過程。當處于膨脹相時，
實驗流體力學 2012年5期2012-06-15
- 一種超小型汽泡銣原子頻標
71）一種超小型汽泡銣原子頻標高偉，睢建平，陳智勇，余鈁，盛榮武（中國科學院武漢物理與數學研究所，武漢 430071）為滿足對小型化銣原子頻標的需求，設計了一種超小型汽泡銣原子頻率標準。介紹了該超小型汽泡銣原子頻標的設計。通過全新設計的小型光譜燈和集成腔泡系統，配合優化設計的電路部分，成功地將整機體積減小至140 cm3，重量僅為250 g，穩態功耗7 W。測試結果表明其短期穩定度優于1.5×10-11/（1 s≤τ≤100 s）。超小型；銣原子頻標；熱結
時間頻率學報 2010年2期2010-01-03