基于一维漂移流模型的并联矩形双通道密度波流动不稳定性数值模拟

基于一维漂移流模型构建了并联矩形双通道密度波流动不稳定性数学模型。模型中采用Zuber推荐的经验关系式计算两相流体空泡份额,采用Chisholm关系式和中国核动力研究设计院自拟关系式计算两相流体的摩擦压降。求解过程中将质量方程、能量方程与动量方程解耦,并在计算域内沿流动方向依次求解方程组。计算过程中,首先开展稳态计算,在稳态解的基础上,通过添加流量或功率扰动,诱发流体周期性振荡,通过辨识瞬态计算中得到的流量振荡模式来获得流动不稳定边界。采用数值计算获得的密度波脉动图像与实验中观察到的密度波脉动现象的特征基本一致。最后,针对16组典型实验工况开展数值模拟,结果表明,大部分工况下计算不稳定界限热流密度与实验值的相对偏差小于±20%。

运动条件下并联矩形双通道流动不稳定性实验研究

在P为3~8 MPa的压力范围内,以截面尺寸为50 mm×2 mm的矩形并联双通道为实验本体,开展静止条件和倾斜、起伏、摇摆等运动条件下的密度波流动不稳定性实验。在时域和频域内,分析运动条件对流动失稳现象的影响。通过对比静止条件下的实验结果,分析运动条件对流动不稳定边界的影响。最后基于实验数据,拟合了流动不稳定边界的经验关系式。

高压条件下矩形并联双通道流动不稳定与沸腾临界现象分布区域的实验研究

以截面尺寸为50 mm×2 mm的矩形并联双通道为实验本体,进行12~15 MPa的压力下密度波流动不稳定与沸腾临界的实验研究。研究发现：在高压条件下,随着压力和质量流速的增加,发生沸腾临界的热工参数范围扩大,而流动不稳定区域相应缩小。通过将热工参数无量纲化,在相变数（Npch）-过冷度数（Nsub）图上绘制了沸腾临界线及不稳定边界,揭示了热工参数对流动不稳定与沸腾临界存在区域的影响机制。

矩形并联双通道第一类密度波流动不稳定性实验研究

以截面尺寸为50mm×2mm的矩形并联双通道为实验本体，在系统压力为2-8MPa范围内，开展强迫循环条件下的第一类密度波流动不稳定性实验研究。在实验参数范围内，获得系统压力（P）、质量流量（G）和入口过冷度（Tsub）等热工参数对流动不稳定界限参数的影响规律；在Npch-Nsub图上给出不稳定点的分布，最后基于实验数据拟合第一类密度波不稳定边界的经验关系式。