γ射线法测量高压管束间气液两相流的截面含气率分布

在立式蒸汽发生器垂直管束间的气液两相流中,截面含气率是其中一个重要参数。使用γ射线法对高温高压下垂直管束间气液两相流截面含气率的分布规律进行了实验研究。实验压力分别为5、7、9 MPa,质量流速为300 kg/(m^2·s),热力学干度的范围为0.003～0.4。实验得到了垂直管束间截面含气率随热力学干度、体积含气率和压力的变化关系;并与经典公式的计算结果对比发现,在低干度区域,实验结果与Miropolskii模型、Smith模型和Armand模型偏差较大,均大于30%,在高干度区域偏差较小;基于Armand理论,通过多元线性回归法拟合出本文工况下平均截面含气率的计算关联式,与日本核动力工程公司(NUPEC)的实验数据偏差小于15%。本研究对蒸汽发生器的结构设计和流动特性研究具有重要意义。

竖直矩形窄缝通道内气液两相流的实验研究

为研究竖直矩形窄缝通道内气液两相垂直向上流动的现象,搭建了气液混合流动的实验台,采用高速照相机对竖直矩形窄缝通道内的气液两相流进行拍摄,通过Matlab软件实现了图像识别以及相近气泡的区分。结果表明:拟合得到的平均截面含气率α与体积含气率β的关系为α=0.88β;对Chen模型的系数C修正后,摩擦压降计算值与实验值具有较高的匹配度。

垂直上升管内气水两相流动截面含气率试验

采用伽马射线法,测量常温常压垂直上升管内气-水两相流截面含气率。采用内径15mm的有机玻璃圆管,管内两相流体折算气速范围为0.118~8.977 m/s,折算液速范围为0.102~2.012 m/s,分析截面含气率随折算气速、体积含气率的变化规律。通过把伽马射线法截面含气率的试验测量值与经典模型理论公式计算值进行对比分析,测量值与Armand-Massena公式计算值吻合最好,相对偏差较小。

海洋温差发电用向心式透平机性能分析

针对海洋温差发电系统,采用R134a工质,进行了55 kW级向心式透平机的初步设计。通过一维气动计算及计算流体动力学(CFD)数值模拟对透平机额定工况气动特性进行了研究。研究表明,在透平入口蒸汽温度23.5℃、入口压力0.63 MPa、出口压力0.413 MPa条件下,透平机气耗量为9.07 kg/s,透平机一维计算效率82.7%,数值仿真效率88.5%,输出轴功61.6 kW,折算输出电功率56.6 kW。研究成果可以为海洋温差发电用向心式透平机设计提供基础数据。