窄环形通道ONB发生机理的热流体理论分析

针对窄通道内过冷沸腾起始点(ONB)发生特点较难把握的问题,基于热流体理论所描述的热阻力和热绕流机制,对不同循环方式下窄环形通道内ONB的发生机理进行研究.研究表明:热阻力的增加可能延缓ONB的发生;热绕流的增加可能提早ONB的发生.热阻力和热绕流是相互依存而生的,通道结构、具体流动特性的综合影响决定了其作用是提早还是延缓ONB的发生.通过适当的窄环形通道自然循环和强迫循环流动模型,分析了入口过冷度和压力等参数对ONB点发生的影响.研究发现:随着质量流量和压力的分别提高,自然循环和强迫循环窄环形通道的ONB点发生都会推迟;随着入口温度的提高,自然循环和强迫循环ONB点均提前;而当质量流量、入口温度和压力分别改变时,自然循环ONB的发生都要早于强迫循环.

窄缝环形通道内流动阻力特性的实验研究

分别在换热和冷态条件下,对水平、竖直向上和竖直向下3个流动方向的窄缝环形通道进行了流动摩擦阻力实验研究。实验发现窄缝通道内流态转变点比普通流道有所提前。将实验结果与传统的阻力计算公式进行对比,分析了换热温差及流动方向对摩擦阻力的影响,对窄缝环形通道内阻力特性进行了探讨。

环形窄缝通道湍流流动换热特性分析

对双面加热环形窄缝通道内单相流动换热进行分析研究,提出了理论预测模型。基于该模型,对窄缝宽度分别为1.0、1.5、2.0 mm的环形通道单相湍流流动换热系数进行了理论计算,并与实验结果进行了对比,理论预测值与实验结果符合较好。研究表明:内外加热热流密度比对环形窄缝通道内的湍流流动换热过程有显著影响,在双面加热情况下,窄缝对流动换热过程强化与否,取决于内外管加热热流密度比及流动状态,即Re大小。

北京谱仪Ⅲ束流铍管环形窄通道冷却优化设计

北京谱仪Ⅲ(BESⅢ)要求束流铍管部分物质量尽可能少,同时要求将束流铍管内部产生的热负荷通过冷却介质带走,精确控制外壁温度。本文结合理论分析和有限元数值模拟对束流铍管的冷却环形窄通道尺寸进行优化设计,确定了窄通道最佳间隙,研究了集中热负荷对内外壁温度场的影响,并确定了冷却液最佳工作流速。根据设计结构,制作出束流铍管实际尺寸实验模型。实验测量结果表明,束流铍管冷却结构设计合理,最佳流速满足冷却要求。

环形窄缝通道内干涸后摩擦倍增因子的试验研究

在间隙为1.1和1.6 mm的环形窄缝通道内,通过内外管双面通电加热流体,进行环形窄缝通道内的干涸后弥散流区压强的试验研究,通过试验得出环形窄缝通道内干涸后弥散流区全汽相摩擦倍增因子的计算式,该式能够较好地预测环形窄缝通道内干涸后弥散流区的两相摩擦压降。

环形窄缝通道单相流动特性研究

对环形窄缝通道内单相流动特性进行了分析,提出了理论模型预测环形窄缝通道内单相流动阻力特性。根据该模型,对窄缝宽度分别为1.0、1.5、2.0mm环形通道内单相湍流流动摩擦阻力系数进行了理论计算,并与实验结果进行了比较。理论预测值与实验结果符合较好,且窄缝间隙大小对环形窄缝通道内流动特性有着重要影响,随着间隙的减小,摩擦阻力系数相应减小。间隙对流动阻力系数的影响还依赖于Re大小,其影响随Re的减小而降低。

环形窄缝通道内干涸型临界热流密度的理论研究

在双面加热的垂直环形窄缝通道内,对向上流动环状流的临界热流密度(CHF)进行理论研究,以质量、动量和能量守恒方程为基础建立数学物理模型。对该模型进行数值求解,得到了不同窄缝间隙通道内的CHF和临界含汽率的关系曲线,分析得出压力对CHF的影响,并将理论计算值与实验值进行比较。

热流密度比对环形窄缝通道内单相水换热特性的影响

对双面加热环形窄缝通道内单相水处于充分发展流动情况下的对流换热特性进行了数值计算.计算结果表明,环形通道内、外壁加热热流密度比的不同,对环形通道内、外壁与单相水的对流换热特性有着显著的影响.当内、外壁加热热流密度比较小时,内壁的换热强于外壁,随着内、外壁加热热流密度比的增大,外壁的换热得到增强.但是,当内、外壁加热热流密度比增加到一定程度时,外壁的对流换热特性将超过内壁的对流换热特性.此外,环缝间隙的减小将导致环形通道的换热性能下降.

双侧加热环形窄缝通道内单相水的流动传热特性研究

对环形窄缝通道内单相水在双面处于不同的加热热流密度情况下的对流换热特性进行了数值计算。计算结果表明,环形通道内、外壁加热热流密度比值的不同,对环形通道内、外壁与单相水的对流换热特性有着显著的影响。内、外壁面加热热流密度比值较小时,内壁的换热强于外壁的换热,随着内壁加热热流密度的增大,外壁的换热得到增强。但是,当内、外壁加热热流密度比值增加到一定程度时,外壁的对流换热特性将超过内壁的对流换热特性,与文献报道的实验结果一致。此外,环缝间隙的减小将导致环形通道的换热性能下降。