倾斜并联内螺纹管汽-水两相流密度波型脉动试验研究

在系统压力p=3～10MPa,质量流速G=300～600kg/s,进口过冷度Δtsub=30～90℃,内壁热负荷q=0～190kW/m2的工况范围内,采用试验段长度与内径之比(L/d)大于600、倾角为19.5o的φ38.1×7.5mm6头内螺纹管,研究了压力、质量流速、进口过冷度以及两管热负荷不均匀对高压汽-水两相流密度波脉动的影响。结果表明,随压力增加,系统稳定性增加;随质量流速增加,临界热负荷增加,而临界干度下降;进口过冷度对密度波脉动呈现单值性影响,随进口过冷度下降,临界热负荷降低;在其他条件相同的情况下,并联管不对称加热时的临界热负荷较对称加热时的临界热负荷更高。

螺旋管内汽液两相流密度波型脉动流动传热试验研究

详细介绍了在沸腾通道内部发生汽液两相流水动力不稳定性而出现周期性密度波型脉动时，脉动流动过程中瞬态和时均传热系数的实验研究结果。实验在以水为工质、以螺旋管作沸腾蒸发试验段的中低压闭式循环系统上进行，试验参数范围为：压力p=05～35 MPa，质量流速G=200～2 100 kg/(m2·s)，工质进口过冷度ΔTsub=20～90 ℃，试验段壁面热负荷qw=0～540 kW/m2，密度波脉动的周期为T=125～14 s，且主要集中在4～10 s范围内。对密度波脉动过程中瞬态及时均传热系数和其它主要参数的基本特征与变化规律作了分析和描述，提出了表征密度波脉动传热的新的特征准则数和传热系数计算式。

一体化反应堆蒸汽发生器内两相流密度波型脉动的预报模型

一体化反应堆由于其固有优越的安全性和广泛用途，受到许多国家的重视。解决两相流脉动问题是发展一体化反应堆的关键技术之一。本文利用两相流动的变密度模型，建立了一体化反应堆蒸汽发生器并联管内高压汽水两相流密度波型脉动的控制方程，运用小扰动线性化方法及拉普拉斯变换和自动控制理论的稳定性判据，提出了系统发生密度波型脉动的预报模型。利用模型，计算了系统发生脉动的界限热流密度，并分析了有关参数对脉动界限的影响，结果与试验符合较好。

气液两相流密度波型脉动的研究

本文介绍了在制冷、动力等工业领域中两相流流动的不稳定性。其中，以密度波型脉动为主要分析对象。通过对自然循环过冷沸腾的密度波型脉动以及立式螺旋管内的密度波型脉动的分析，对比论述了不同工况下各种因素的影响，并指出了如何避免不利因素的影响。

超临界锅炉并联倾斜内螺纹管两相流密度波型脉动数值研究

采用一维均相流模型，运用Clausse和Lahey提出的非线性两相流垂直上升单管分析法，考虑倾斜角度、内螺纹管因素，发展了多管道系统不稳定性理论模型；对超临界锅炉并联倾斜内螺纹双管汽-水两相流密度波型脉动进行了理论分析和求解。采用时域法求得密度波型脉动发生时，试验段进口质量流量在各个时间点的数值。根据流量随时间发散或收敛的趋势，判断得到发生脉动的阈值。对脉动时的周期、振幅等特征值进行分析，得到进口质量流量随时间的变化规律。计算得到的各工况下的脉动周期范围大多在5～16S之间，与实验所得的7～19S基本吻合。比较可得，该模型的计算结果与试验数据符合较好，可用于判定是否发生密度波型脉动，为确定锅炉安全运行时的水冷壁参数提供参考。

U型管高压汽-液两相流动密度波型不稳定性的实验研究

在系统压力P=4～10MPa,质量流速G=450～1200kg／m^2·s,人口过冷度△T_(sub)=10～70℃,热负荷q=O～650kW／m^2的工况范围内,采用φ20×2mm的23Crl8Ni不锈钢U型管,在高压试验台上进行了密度波型脉动的研究；分析了系统压力、质量流速、入口过冷度、热负荷对它的影响。结果表明,随着压力的增加,系统稳定性增加；随着质量流速增加,界限热负荷增加,界限干度下降；进口过冷度对密度波型脉动呈现单值性影响,随着进口过冷度下降,界限热负荷降低。根据实验结果及量纲分析,得出了预测界限热负荷的无因次关联式,与试验值相比,误差在15％以内。

摇摆运动条件下自然循环复合型脉动的实验研究

对摇摆运动条件下的自然循环两相流动不稳定性进行实验研究。实验结果表明:摇摆运动造成的两相流动不稳定性(波谷型两相流动不稳定性)和密度波型脉动相互叠加形成复合型脉动,加剧了系统的两相流动不稳定性。复合型脉动分为不规则的复合型脉动和规则的复合型脉动两部分,复合型脉动仅发生在高欠热度区域。规则的复合型脉动发生边界与相同热工水力参数下的密度波型脉动边界接近且受摇摆参数影响较小。

超临界机组深度调峰工质流动不稳定试验与理论计算

为研究超临界机组深度调峰低负荷状态管内流动不稳定性,对20°倾角的倾斜光管内流动不稳定性进行研究,总结了典型沸腾起始点脉动、压力降型脉动和密度波型脉动的脉动特性,重点分析了低压力参数下质量流速、入口过冷度和上游可压缩容积等参数对沸腾起始点脉动和密度波型脉动的影响规律。结果表明,质量流速的增大能削弱管内流动脉动,提高受热管内工质的流动稳定性;入口过冷度和可压缩容积对脉动的影响具有双重作用,规律较复杂。此外,建立了典型的一维单通道垂直上升管不稳定性计算回路,并计算其热流密度和质量流量变化。根据计算结果,垂直上升管进、出口流量随时间呈反相脉动,同时得到回路不稳定性的临界热流密度和临界质量流速。在机组低负荷运行工况下,受热管的热流密度远低于临界热流密度,质量流速远高于临界质量流速,才可保证受热管内工质流动的稳定性。倾斜管和垂直上升受热管管内工质的流动不稳定均可通过无量纲参数计算进行判定。

低压低含汽率工况下两相自然循环流动不稳定的实验研究

在系统压力０．２ＭＰａ－０．６ＭＰａ，进口过冷度５～４０℃，质量流密度４５０～１６００ｋｇ／（ｍ２ｓ）的范围内，研究了当试验段出口质量含汽率１％左右时垂直上升单管内自然循环两相流动不稳定现象，得到了系统发生密度波型脉动的曲线，并分析了脉动产生的机理。应用微分方程无因次分析方法导出了描述系统极限状态下各参数相互关系的极限状态方程式，由实验数据拟合得出系统发生不稳定界限的经验关系式。

低压两相自然循环流动不稳定实验研究

针对低压工况两相自然循环流动不稳定的边界进行实验研究.根据不稳定起试点的实验段出口干度,结合流动速,确定出不稳定的类型为第一类密度波型不稳定.采用不同的自然循环密度波稳定边界半经验关系式对不稳定起试点进行了判断,实验结果表明,考虑实验装置几何特性的变化,以水为工质得出的稳定边界与实验结果符合较好,而与以氟里昂为工质的稳定边界对应较差.根据实验数据,按照不同的模型,拟合了该实验的密度波型脉动的稳定边界,拟合结果和实验结果误差在15%以内,表明现有的模型是可行的.

超超临界机组锅炉螺旋管圈水冷壁两相流不稳定性试验

针对某超超临界1 000 MW机组锅炉螺旋管圈水冷壁设计方案,对水平倾角20°的光管内汽水两相流动不稳定性进行了试验研究,重点分析了压力降脉动和密度波脉动发生的边界条件和可压缩容积、压力、质量流率等参数对脉动的影响规律。结果表明:上述系统参数对2种脉动的界限热流密度的影响具有较好的规律性,与已有文献报道一致,但部分参数对界限含汽率的影响则因试验条件而异;低过冷度下的光管内压力降脉动的界限热流密度大于高过冷度下的内螺纹管内压力降脉动的界限热流密度;根据试验结果,得到了压力降脉动和密度波脉动在不同系统参数条件下界限热流密度及界限含汽率的变化范围和脉动起始点关系式。

大L/d倾斜并联光管汽-液两相流不稳定性实验研究

在高压高温试验台上对倾斜并联管汽-液两相流不稳定性进行了实验研究,观察到了压力降型和密度波型等两类不稳定性脉动。在试验管长与管内径比L/d>1200条件下,没有上游可压缩容积时也发生压力降型脉动。系统压力、质量流速、热负荷和进口过冷度等参数对不稳定性有显著的影响。实验表明,在倾斜并联管中,压力降型脉动出现在含气率较低的水动力曲线负斜率段,为两管整体脉动;而密度波型脉动出现在含气率较高的正斜率区域,呈管间脉动。经过对比发现,倾斜并联光管的脉动特性与垂直并联管类似。