气固两相Y型分支管网流量分配特性的试验研究与数值模拟

在水平Y型分支管道中,采用压缩空气作为输送动力,小米作为输送介质进行气力输送试验,对分支管道的固体流量分配特性进行了研究。试验表明,变动支管与主管中轴线夹角与气体表观速度对固相分配特性具有较大影响。同时,采用Euler-Lagrange两相流研究方法,固相采用离散相(DPM)模型,采用Fluent软件对3种不同夹角的Y型分支管内气固两相流动进行了数值模拟。模拟结果较好地预估了颗粒在分支处的流动形态、颗粒在分支管内的运动轨迹,以及重新实现颗粒相流场均匀分布所需的距离。通过对分支管内固体颗粒质量分配的数值模拟结果与试验结果比较,发现两者之间相对误差较小。

U型并联多通道中流量分配特性

高增益包层并联多通道流量分配特性直接影响其传热效率,在初始设计中,缺少简洁有效的设计方法。采用Fluent程序对U型布置并联多通道的流量分配特性进行数值模拟,通过敏感性分析,确定了影响流量分配特性的支管长度、支管横截面积、支管个数以及总管横截面积等重要参数,提出了预估流量分配特性的方法。分析表明,无量纲参数K_(fd)越低,流量分配越均匀;当K_(fd)低于0.03时,流量丧失比低于5%。

变角度Y型分支管气力输送流量分配特性研究

以压缩空气为输送介质,粒径相同而密度不同的小米和空心玻璃珠为输送物料,在水平变角度Y型分支管气力输送试验台上对气固两相的流量分配特性进行了研究。试验结果表明,在保持发送压力恒定条件下,当两分支管路与主管夹角相同时,流动参数的变化对流量分配特性的影响不大。当两分支管路与主管夹角不同时,随变动支管与主管夹角增大,分配到变动支管内固相流量逐渐减少;同时发现,当表观气速处于高速区时,变动支管与主管夹角是影响固相流量分配的主要因素;而当表观气速处于低速区时,流量分配特性变化较大。最后,通过对比,发现固相密度对流量分配特性影响不大。

径向引入多并联分支管集箱系统流量分配特性研究

研究了双纵向引入多分支并联管水平集箱系统分支管中流量的分配特性．实验以空气-水混合物为工质，在定温和水平压力为0．11～0．13 MPa 过程下完成．在3个液体流速及每个液体流速对应6个不同的气体流速的实验工况下，测量了所有分支管均在等压降的条件下的空气和水的出口折算流速．实验结果表明：改变进口气体和液体折算流速时，分支管中的气体和液体流速发生显著变化，进口气体和液体流速对分支管中的流量分布有显著影响．在固定进口液体流速时，进口气体流速增大对液体在并联分支管中的分配影响不大，其分配不均性缓慢减小；对气体在并联分支管中的分配不均匀性影响较液体大，气体的分配不均匀性增大．

间冷冰箱风道系统流量分配特性的模块化计算方法

本文提出了一种用于计算间冷冰箱风道系统流量分配特性的模块化计算方法。首先将整体风道根据风道串并联位置划分成若干个模块,单独得出每个模块的流量阻力特性公式,其次将各模块按照冰箱实际串并联关系连接成网络,根据网络图构建模块的流量阻力方程并联立求解,最终获得整个风道系统的流量分配特性。通过实验对模型进行了验证,结果表明应用模块化计算方法得出的系统风量值与实验测量值误差在5%以内。风道系统流量分配特性的模块化计算方法具有计算准确、方便建模与求解、通用性强等优点,可应用在间冷冰箱的实际设计中。

LUDV多路阀复合动作流量分配特性研究

以起重机液压系统为例,对LUDV多路阀复合动作流量分配特性进行分析,并采用AMESim软件建立仿真模型,探明主阀芯前后压差波动及作用于主阀芯上的过流面积对于流量分配特性的影响规律,提出复合动作流量分配特性优化方案。

脉动流条件下5×5环形燃料阻力与流量分配特性研究

环形燃料棒束通道相较于传统实心棒束通道,具有增强冷却能力、提高功率密度等优点,其特殊几何形状使阻力特性与流量分配特性密切相关。在脉动流条件下,环形燃料内外流道流量呈周期性波动,影响冷却剂换热效率,威胁核反应堆安全。本文基于计算流体动力学(CFD)方法对5×5环形燃料棒束通道建立模型,在稳态与脉动流条件下开展模拟计算,模拟结果与粒子图像测速(PIV)实验测量速度场、摩擦阻力系数经验公式相比具有一致性。计算分析了内外流道摩擦阻力系数随雷诺数的变化规律,稳态条件下环形燃料的流量分配比(内流道流量比外流道流量)与压降比呈负相关;脉动流条件下,周期平均流量分配比与脉动频率呈负相关,与脉动振幅呈正相关。

一回路腔室结构对自然循环铅基快堆堆芯流量分配特性影响研究

堆芯流量分配特性是自然循环铅基快堆热工水力设计的重要内容,一回路腔室几何结构是影响堆芯流量分配特性的重要因素之一。利用计算流体力学方法(Computational Fluid Dynamics,CFD)模拟小型模块化自然循环铅冷快堆(Small Modular Natural Circulation Lead-cooled Fast Reactor-10 MW,SNCLFR-10)一回路流场,分别研究一回路上腔室提升筒高度、中心测量柱半径及长度,下腔室深度、纵横比以及导流结构高度对堆芯流量分配特性的影响特性。研究结果表明:改变提升筒高度、中心测量柱半径及长度对堆芯流量分配特性影响较大;改变反应堆下腔室深度和下腔室纵横比对堆芯整体流量和流量分配特性所造成的影响不显著;在反应堆下腔室加装角状凸起形导流结构可有效改善下腔室流场,但无法有效改变堆芯流量分配特性。

中间热交换器二次侧流量分配及阻力特性试验研究

中间热交换器是液态金属钠冷反应堆堆芯和蒸汽发生器之间进行热交换的重要设备。由于管束众多,理论计算难以得到准确的流量分配情况及阻力特性参数。针对上述问题,以某型中间热交换器为原型,在1∶1模型上开展了流量分配及阻力特性试验,获得了不同流量分配结构的流量分配因子以及二次侧中心下降段、换热管段等局部结构的阻力系数。结果表明,锥形盘和无流量分配结构会导致外层流量明显偏高;而孔板结构会降低外层流量分配因子,使流量分配更均匀。二次侧中心下降段、换热管段的阻力系数随雷诺数(Re)的增加而略微降低。二次侧下封头的阻力系数从大到小依次为锥形盘、孔板2、孔板1、无流量分配结构,总阻力系数的变化也满足这一规律。研究结果为中间热交换器的优化设计提供数据支持。

集流管结构对微通道蒸发器流量分配均匀性影响

微通道蒸发器内制冷剂流量分配均匀性对换热器性能有着较大影响。本文在理想工况运行情况前提下,以水为流动工质,数值模拟了微通道蒸发器内流量分配特性,探讨了4种集流管形式(A型、B型、C型、D型)、不同入口速度(0.08 m/s^0.42 m/s)对换热器各扁管流量分配的影响。研究结果表明,集流管入口流速对换热器内各扁管流量分配具有较大影响,当速度从0.08 m/s增大到0.42 m/s时,换热器内流量分布从两侧高,中间低的分布转变为入口侧低,出口侧高的分布特性,且流量分配不均匀度随流速增加而显著增大;通过改变集流管结构能够在一定程度上改善流量分配特性。各扁管进口静压力分布与各扁管内流量分配具有相关性,可通过改进集流管结构保证静压力分布一致,使各扁管流量分配均匀,从而获得较好的换热性能。

蒸发器集液管结构对芯体表面温度分布的影响

通过调整蒸发器集液管内部插入隔片位置和开孔尺寸,可以实现蒸发器内部制冷剂分配特性的优化。结果表明,蒸发器集液管内插入带孔隔片能明显改善制冷剂的流量分配特性,从而提高蒸发器芯体制冷性能及其表面温度均匀性。