T型三通管冷热流体掺混数值模拟

针对T型三通管冷热流体掺混现象经常引发管道热疲劳甚至部件失效的问题,基于FLUENT混合雷诺平均N-S方程(Reynolds averaged N-S equations,RANS)和大涡模拟(large eddysimulation,LES)方法,对其管内冷热流体掺混问题进行仿真模拟。对划分的LES和RANS计算域分别采用壁面模拟LES(wall-modeled LES,WMLES)和k-ωSST模型进行计算,并将数值模拟结果与实验数据进行对比。分析功率谱密度(power spectral density,PSD),预测管内冷热流体掺混过程的热疲劳敏感位置,结果表明:数值模拟预测结果与实验数据吻合度较高,热疲劳敏感位置也与实际情况相符合。混合RANS-LES方法适用于T型三通管冷热流体掺混问题研究。

多头螺旋槽管壁面液膜掺混时的流动状态

本文通过建立小流量液体在水平螺旋槽管外壁面液膜强化传热的拟线性模型,得到了壁面液膜发生流体掺混时液膜的厚度分布,并分析了相邻槽道间发生流体掺混的条件,以及发生流体掺混时液膜的形成过程。结果表明:多头螺旋槽管能够提供一个合适的几何倾斜表面,使得液体不仅能够沿着螺旋槽道流动,而且可以越过槽道的前后缘边界汇入下一个槽道,各螺旋槽道之间发生流体的相互掺混,即实现了二次分布,液膜厚度较掺混前更薄且分布更均匀。

考虑端盖间隙的旋转式压力能交换器水动力性能研究

以旋转式压力能交换器为研究对象,采用计算流体力学的方法,在考虑端盖间隙的情况下对压力能交换器的运行工况进行了数值模拟。结果表明:能量回收效率计算值与实验测量值吻合较好。在流量相近的工况下,高压出口处压强值越高,回收效率越高;在压强相近的工况下,流量较大时,回收效率较高。通过增加过流管道的直径和数目,可以降低该工况下压力能交换器的流体掺混率且基本不影响回收效率。

AP1000核电机组一回路稳压器波入过程瞬态特性研究

为研究AP1000核电机组稳压器内波入流的演化过程和水力特性,采用三维非稳态传热的计算流体动力学(CFD)方法捕捉波入过程中冷热流体混合的温度、速度波动强度,将密度处理为温度的多项式函数来估算浮升力的影响。结果表明:模拟值与试验值吻合良好,RSM湍流模型结合VOF多相流传热模型能够有效地对波入过程的发展趋势进行预测;理查森数Ri对冷热流体的混合有重要影响,其大小决定浮升力对流体的影响;冷热流体的掺混主要发生在下封头-0.5m<z<0.5 m区域内;温度、速度波动最剧烈的地方集中在-0.3m<z<0.3 m,其波动峰值随着波入过程的推进逐渐变大,电加热器应尽量避免布置在该区域内,以改善其恶劣的工作环境。