垂直管内降膜沸腾传热的研究

本文提出了降膜沸腾传热的物理模型和数学模型,全面考虑了对流流动与核式沸腾对膜传热系数的影响,以及液体流动对液膜内核式沸腾的抑制作用。该模型计算值与实验值吻合较好。

基于THTF稳态传热试验的LOCUST 1.2确认

LOCUST是由中国广核集团有限公司(CGN)开发的热工水力系统分析软件。为支持LOCUST在压水堆LOCA等事故分析中的应用,进行了基于美国橡树岭国家试验室开展的THTF稳态喷放传热试验的确认。模拟和分析的稳态膜沸腾试验工况为3.07.9 B、3.07.9 N、3.07.9 W、3.07.9 H,涵盖了高、低质量流速和高、低压的试验条件。首先给出了试验的简短介绍,然后描述了该试验的LOCUST计算模型,最后通过计算结果与试验数据的比较,得出评估结论。评估结果表明LOCUST预测的CHF位置和棒表面温度总体合理,软件可用于模拟压水堆喷放阶段传热。观察到壁温的差异可能是由高估的夹带或壁传热引起的,进一步确认具体原因需通过测量更多参数(如夹带)的试验进行评估。

喷嘴射流特征对连铸二冷区蒸汽膜穿透行为的影响

连铸二冷区铸坯表面温度通常高于900℃,此时喷淋液滴接触高温铸坯时不会湿润铸坯表面,仅在其上形成一层蒸汽膜,阻碍了液滴与铸坯表面接触传热。针对以上问题,以国内某钢厂连铸二冷区的扁平型水喷嘴为原型,建立了喷嘴射流仿真计算模型,并对所建模型进行了理论和实验室验证;采用数值模拟的方法研究了喷嘴自由射流区的流场分布,运用连铸喷嘴冷却检测系统测量获得了射流液滴粒径演变规律;结合数值模拟和实验室测定结果,定量分析了喷嘴在不同水流量下射流液滴冲击铸坯表面蒸汽膜深度的变化规律。结果表明,该喷嘴的最大射流速度在喷嘴出口处,射流在喷嘴出口附近出能维持较大的射流速度,且随着水量的增加,射流保持高射流速度的距离也增长;整体射流的轴向速度占比均在80%以上。当喷淋水量越大时,射流液滴粒径变得越小;随着距喷嘴出口距离的增加,射流中心处的液滴粒径逐渐增大并达到最大值;当水流量为9和12 L/min时,液滴粒径基本相同,这表明当水流量增加到一定值时,冷却水量的增加不影响液滴粒径分布。在不同水流量下,随着喷淋距离的增加,液滴穿透铸坯表面蒸汽膜深度呈先增大后略微减小的变化规律,在喷射距离为100~200 mm范围内时,液滴穿透深度最大,这表明喷射高度在该范围时,喷淋冷却效果最好。

连铸二冷区内混式气水雾化喷嘴的发展

高速连铸中二冷区冷却强度大,对传热均匀性要求更高,与内混式气水雾化喷嘴的高速液滴形成和迁移行为等密切相关。如能提高喷嘴的冷却均匀性和冷却强度,则可提升高速连铸的铸坯质量。基于前人研究,总结了雾化液滴与高温铸坯表面之间的传热机理以及内混式气水雾化喷嘴雾化效果的影响因素,并提出下一步的研究方向。