不凝结气体对蒸汽喷射器性能影响的数值模拟

以空气作为掺混在蒸汽中的不凝结气体,基于Fluent对蒸汽喷射器内蒸汽和过冷水的直接接触凝结现象进行了CFD数值模拟。研究发现:随着空气质量分数的增加,混合段内的轴向压力升高,凝结冲击的位置向出口方向移动,凝结冲击的强度降低,蒸汽对过冷水的引射作用减弱;蒸汽入口压力增大,混合段和扩压段内的轴向压力降低,对过冷水的引射作用增强。

润滑油中不凝结气体对滑动轴承间隙流场特性影响研究

油润滑滑动轴承是大型旋转机械中承担转子动静载荷的重要部件,在间隙内动压与空化效应并存,形成复杂的气液两相流场,其特性直接影响轴承宏观性能及设备安全稳定运行。在现场工作条件下,润滑油通常含有一定量的不凝结气体(Non-condensable gas,NCG),不仅会使油品物性参数偏离标称性能,也会参与气液两相间的传质过程。基于轴承间隙内润滑油的流动特点,提出了流场中存在动压-空化耦合关系,并结合气液混合相模型及全空化模型对间隙内三维流场进行数值求解。结果表明:在NCG的影响下,流场特性的演化具有阶段性,在不同的NCG质量分数区间内流场特性表现不同;最大压力、最大气体体积分数及承载力的幅值随NCG质量分数的变化是非单调的,存在有最大值;压力场、相态场的分布面积、位置及承载力的方向随NCG质量分数变化而发生偏移。

具有不凝结气体存在的凝结换热研究

介绍了不凝结气体对凝结换热的影响,提出了在自行复叠制冷系统中消除不凝结气体对凝结换热的影响的一种新方法,然后进行了有不凝性气体存在时的换热系数的计算及相关的试验研究。试验结果证明了新的方法使得自行复叠制冷系统中有不凝性气体存在时的凝结换热大大加强,换热系数已经接近或达到纯工质在相同状况下的换热系数。

直接空冷凝汽器扁平管含不凝结气体的凝结换热

为深入了解直接空冷火电机组凝汽器的冬季运行特性,针对含有不凝结气体的扁平管内蒸汽顺流凝结传热过程,考虑了汽液两相流动的相界面剪切应力、相界面表面张力,以及相界面的扩散传质,建立了物理数学模型。改变扁平管出口不凝结气体的浓度、改变冷却能力,通过对数学模型的数值求解,得到冬季运行不同工况条件下,凝结温度和液膜厚度的空间分布。研究结果表明:在凝结过程的末端,出口不凝结气体含量对蒸汽冷凝温度的降低有显著的影响;可将出口不凝结气体含量作为直接空冷凝汽器提高防冻能力的重要控制变量。研究结果为直接空冷火电机组凝汽器防冻问题的解决提供了理论参考。

灌注桩混凝土不凝结探因

利用X射线能谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜研究了灌注桩不凝结混凝土的化学成分、矿物组成和微观结构形态。探索了引起灌注桩混凝土不凝结的原因,为质量监督部门分析此类问题从理论上和方法上提供了科学依据。

核供热堆不凝结气体排放份额试验研究

叙述了核供热堆上空腔不凝结气体在发生排放事故工况下排放特性的试验研究。试验模拟了核供热堆排放工况的主要参数，着重研究了在排放过程中的氮气排放份额，及氮气对排放背压的影响。本试验是在５ＭＷ核供热堆热工水力学试验回路（ＨＲＴＬ５）和排放回路上进行的，系统压力为１．５ＭＰａ，初始氮气分压为０．３４ＭＰａ。采用静态校验法，成功地获得了氮气的排放份额。这些试验数据为核供热堆的安全分析提供了重要的试验数据。

椭圆管外含不凝结气体自然对流凝结换热性能研究

特殊的换热管型有利于加快气液膜排泄及分离,使换热器的换热性能提高,达到节能的目的。在自然对流的情况下,基于双膜理论和边界层理论,在考虑气液界面热阻的情况下,建立了椭圆管外气、液膜厚度及传热系数的数学模型,利用C++软件进行编程得到不同初始参数、曲率下的气、液膜厚度、凝液量、气、液膜热阻、气液界面热阻和传热系数沿管壁的分布规律。研究结果表明:其他条件不变,传热系数随管壁温度的增大而增大,随混合气压力的增大而减小,随不凝结气含量的增大而减小;对于当量直径相同的椭圆管,其他条件不变,曲率越大,越易发生液膜分离,传热系数越大。管外存在不凝结气体时,气膜热阻>液膜热阻》气液界面热阻。计算结果与文献基本相符,能够较好的反映实际,为强化换热提供一定理论指导。

不凝结气体对蒸汽浸没射流压力振荡的影响

通过实验研究不凝结气体(空气)对蒸汽浸没射流压力振荡特性的影响。结果表明:不凝结气体存在时压力振荡强度比纯蒸汽浸没射流时明显减小。随空气质量分数的增加,压力振荡峰值的位置沿轴向后移。过冷水温低于45℃时,峰值随空气质量分数的增加而增大;高于50℃时,随空气质量分数的增加而减小;水温在45~50℃之间时,峰值大致相同。压力振荡主频随空气质量分数、蒸汽质量流率和过冷水温度的增加而减小。

凝汽器内不凝结气体对汽相流动与传热性能的影响

采用多孔介质物理概念对1台双流程凝汽器的汽相流动与传热进行了数值计算与分析。结果表明:在该冷凝器中存在着严重的不凝结性气体积聚现象,从而导致了流动与传热特性的恶化。对此提出了改进方案,即将抽气口处的挡板开口,从而将积聚的不凝结气体引出,通过数值计算证实该措施有效。

不凝结气体对蒸汽浸没射流压力振荡强度的影响

对含不凝结气体(空气)的蒸汽浸没射流压力振荡特性进行了实验研究。研究发现,含有少量不凝结气体时,蒸汽浸没射流凝结形态发生显著变化。含不凝结气体的压力振荡强度较纯蒸汽时明显变小,但含有少量不凝结气体的压力振荡强度随空气质量分数的增加整体呈缓慢上升趋势。压力振荡强度随径向距离的增加而单调减小,随轴向距离的增加先增大后逐渐减小,存在压力振荡峰值,且随空气质量分数的增加,压力振荡峰值位置沿轴向后移。压力振荡峰值位置在轴向无量纲距离X=3和X=12之间。不同过冷水温度下,压力振荡峰值随空气质量分数变化的趋势不同。压力振荡峰值的位置即压力振荡最强的位置位于核心汽羽的尾部。

窄通道内不凝结气体对过冷沸腾汽泡行为的影响

针对窄通道内不凝结气体对过冷沸腾汽泡行为的影响进行了实验研究,通过高速摄影仪记录了矩形窄通道内含和不含不凝结气体的汽泡行为并进行了分析。分析结果表明:在过冷沸腾条件下不凝结气体对汽泡行为产生了较大的影响,延缓了汽泡的生长和冷凝,使汽泡的直径变化呈震荡特性;从蒸汽的产生和冷凝角度分析,不凝结气体的存在有利于汽泡的生存,促进了汽泡之间的聚合过程,在一定程度上有利于换热。

凝汽器内不凝结气体对汽相流动与传热性能影响的数值模拟与分析

采用多孔介质物理概念对1台双流程凝汽器的汽相流动与传热特性进行了数值计算与分析，结果表明：在该冷凝器中存在着严重的不凝结性气体的积聚现象，从而导致了流动与传热特性的恶化。

桩基混凝土不凝结原因分析

针对桩基混凝土的不凝结现象,采用现场调查和取样检验的方法,调查了桩基混凝土不凝结的原因,分析了桩孔渗水、混凝土生产原材料、施工配合比对混凝土凝结硬化性能的影响,测试了不凝结混凝土的水泥水化产物及水化程度。结果表明,混凝土不凝结的原因是桩孔内渗水造成混凝土严重离析分层所致,为今后处理类似工程问题提供了参考。

混凝土不凝结原因分析及检测方法

为快速分析和判断混凝土不凝结原因,研究了缓凝剂(葡萄糖酸钠)的超掺、粉煤灰、矿渣粉完全替代水泥对20 h龄期混凝土溶液pH值的影响以及在缓凝剂超掺情况下采用火焰光度计检测稀释液中Na元素浓度变化。结果表明,缓凝剂超掺对混凝土pH值无显著影响;粉煤灰、矿渣粉完全替代水泥时pH值有显著差异;混凝土溶液中Na元素火焰光度计法的检测浓度与缓凝剂超掺倍数成线性正相关,可以通过混凝土溶液Na检测浓度推测缓凝剂超掺倍数。本论文提出了一种快速判断混凝土不凝结原因的方法,可供工程各相关方参考。

某桩基灌注桩混凝土不凝结原因分析

针对某工程挖孔桩混凝土不凝结的质量问题,本文采用物理试验、化学分析、X衍射分析和热分析等手段测试了不凝结混凝土的性质,分析了混凝土不凝结问题的形成原因,并通过试验模拟了不凝结混凝土的形成过程,为今后处理类似问题提供了参考。

不凝结性气体与蒸汽疏水阀的探讨

研究蒸汽系统中不凝结性气体的的状态、危害及排出方法是蒸汽系统的关键。这一问题不解决,不仅会造成保温系统、加热设备的热效率降低,而且会造成气阻现象,凝结水也难以回收。蒸汽系统中的不凝结性气体,必须通过疏水阀排除,疏水阀排不凝结性气体的能力,直接决定整个系统是否正常运行。

压水堆核电厂安注管线内不凝结性气体聚集现象仿真研究

核电厂发生失水事故和蒸汽管道断裂事故时,安全注入系统用来执行堆芯应急冷却功能。在正常运行工况下,系统将长时间处于备用状态,导致安注管线内易出现不凝结性气体聚集产生死管段,因此,需定期检查安注管线是否处于满水状态。本文基于流体仿真软件COMSOL建立管道模型,综合考虑温度波动对空气在水中溶解度的影响,对充水管道内不凝结性气体聚集现象进行仿真研究。结果表明,外界温度在一天之内呈现正弦规律小幅度波动时,管道内的空气随温度升高而析出,随温度降低而溶解。约25d后,管道内每天的最大和最小空气体积分数趋于稳定,因此,安注系统管线的排气操作应以不低于每25d一次的频度执行。

不凝结气体对多壁碳纳米管传热表面池沸腾性能的影响

为揭示不凝结气体对多壁碳纳米管（multi-walled carbon nanotube, MWCNT）纳米结构表面核态池沸腾过程的影响，使用气体沉积法（chemical vapor deposition, CVD）在硅表面制作MWCNT纳米结构表面，并使用光滑硅表面进行对比实验研究。实验操作中，将驱气前后的工作液体应用于两种表面的池沸腾实验，传热表面过热度控制在0．O～35．0℃，工作液体过冷度分为40．0和50．0℃。实验结果表明，液体中含气量的变化对MWCNT纳米结构表面影响较小，而对光滑硅表面的影响较大；对比硅表面，MWCNT纳米结构表面能够有效提升沸腾传热效果，对于驱气后的工作液体提升效果更为明显。

气空间中不凝结气体对自然循环流动沸腾的影响

为了研究不凝结气体对反应堆安全的影响，在清华大学核能技术设计研究院５ＭＷ热工水力实验台架上研究了气空间中有不凝结气体存在时自然循环两相流稳定性的变化。实验发现：在气空间中有很高的氮气分压情况下，即使冷凝器投入运行，系统仍可能出现沸腾和两相流振荡，汽液交界面的温度可达到气空间总压对应的饱和温度，蒸汽分压在气空间中存在不均匀分布。这些现象的研究对压水反应堆变工况运行有重要意义。并对汽液交界面的Ｓｔｅｆａｎ流现象进行了理论分析。