自然循环下钠冷快堆中迷宫型节流件水力特性研究

迷宫型节流件常被安装在钠冷池式快堆主容器冷却系统、泵冷却系统等流动旁路中,使得进入这些旁路的流量达到设计值,来有效冷却设备,保证快堆的安全。目前国内对自然循环条件下节流件的阻力特性研究较少,本文对迷宫节流件在自然循环和强制循环两种条件下进行了实验和数值研究。首先,实验采用恒定温度(84℃)的液态水作为工质,得到了两种循环条件下节流件的阻力系数;其次,对节流件进行数值模拟,将不同湍流模型、壁面法向网格间距下的数值模拟结果与实验结果进行了比较,验证了数值模拟的有效性;最后,通过比较不同湍流模型的计算结果和流场细节,得出适合于两种条件下迷宫式节流件数值模拟的湍流模型,并发现回流漩涡是节流件的主要耗能方式,两种条件下模拟结果的差异主要集中在二次回流区域大小的不同,自然循环下回流区域明显大于强制循环,且收缩速度较慢。

槽道式流量计节流件结构优化的数值模拟研究

目的:优化槽道式流量计结构,提高槽道式流量计的测量性能。方法:以流出系数、流出系数线性度以及相对压损作为节流件结构优化的考察指标,通过数值模拟的方法研究节流件前后圆弧曲率、等直径段长度以及等效直径比对三个考察指标的影响。结果:根据仿真结果与分析,确定槽道式流量计节流件结构优化后的参数为:q1=0.7、q2=0.1、L=d、β=0.80。结论:研究槽道式流量计节流件结构优化,对提高流量计的测量性能以及测量精度具有重要意义,同时为流量计的实际生产提供了参考。

适用于大压降小间距管道的节流件设计及分析

节流件广泛应用于核电站各类管道系统中,对于大压降和短距离的管道系统,节流孔板设置不合理将导致管道振动程度加剧并伴随节流件的孔径、厚度、偏心度和倒角等关键结构参数对节流效果的敏感性进行分析和计算,在此基础上,提出适用于大压降小间距管道的节流件为多级偏心节流孔板。计算表明:多级偏心节流孔板可有效抑制汽蚀和闪蒸的发生,节流效果较好,适用于大压降小间距管道节流。

圆管内楔形节流件周围流场的TRPIV实验测量

应用高时间分辨率粒子图像测速技术（TRPIV）,研究圆管内楔形节流件周围流场.对Re在2×10^4 - 16×10^4之间,5种圆管内楔形节流件周围流场进行高时间分辨率精细测量.结果表明：楔形节流件下游回流区长度Xr随楔形前后夹角增大而增大.回流涡涡心位置在x方向上随楔形前后夹角增大而增大;在y方向上随楔形前夹角增大而增大,随楔形后夹角增大而减小.回流区边界受圆管侧壁处二次分离流动影响显著.

短管节流件的流量特性

制冷剂流经短管节流件时具有两相临界流动非均匀性、非平衡性的特点并存在阻塞情况 ,而影响质量流量的主要参数有上游压力、下游压力、过冷度或干度以及短管几何尺寸等 .近年来有关制冷剂流经短管节流件的两相流动模型主要有由实验结果直接关联的半经验模型和基于一些假设而建立的分析模型 ,而它们都是针对某种工质而言的 ,不适应当前空调制冷及热泵系统所采用的工质种类较多的状况 .因此 ,建立普适性好、在热力学参数变化较宽的范围内仍有较高精度的质量流量模型是有待进一步研究解决的问题 .

迷宫型节流件压降的数值模拟研究

迷宫型节流件能够在小空间内实现大压降,因此被广泛应用于钠冷快堆的管道系统中。当选择迷宫型节流件时,在设计过程中评估它的压降是非常有必要的。评估压降通常采用的方法是实验测量,但是实验不仅费时费力,而且难以观察流动细节,近年来,数值模拟已经成为评估压降的常用方法。数值模拟更加便捷,但同时它的准确性受很多因素影响,尤其是湍流模型的选择。另一方面,迷宫型节流件的压降是由很多因素决定的,包括相邻节流板的间距、节流板的高度、节流板的数目和流过节流件的流量。目前关于迷宫型节流件的压降和这些因素之间的关系尚不明确。基于上述认识,本文研究了计算迷宫型节流件压降的数值模拟方法,并且通过数值模拟结果与实验结果的对比,选择了标准k-ε模型为最可信的湍流模型。本文使用经过验证的数值模拟方法,分析了迷宫型节流件的压降随各种因素变化的趋势,最终通过多元回归方法拟合了压降与其各影响因素之间关系的经验公式。

节流件阻力特性的CFD研究

增加沸腾管入口段流动阻力是抑制沸腾管内流动不稳定性的主要措施之一。本文采用商用CFD软件CFX对带有微小节流件的沸腾管入口段进行计算分析,得到了计算该段摩擦阻力的关系式,并能与现有的实验数据吻合。

复杂结构节流件非等温单相水阻力特性实验研究

采用理论推导和实验研究相结合的方法对非等温条件下的节流件阻力特性进行了研究。实验参数范围为:流量1.5～33kg/h,进口温度20～70℃,压力1.8～2.4MPa。通过研究节数、喉部直径以及温度、压力、流量和外部热源等参数对节流件阻力特性的影响,获得了计算节流件阻力的经验关系式。研究结果表明:节数、喉部直径和流量、温度等参数对节流件阻力特性的影响较大。入口温度相同时,外界热量的流入对节流件阻力影响较大,节流件进出口温升越大,阻力越小。

差压式流量计的流量计算及节流件计算（Ⅰ）

按照新的国家标准ＧＢ／Ｔ２６２４－９３讨论差压式流量计的流量计算。标准节流件计算及用计算机计算框图。

套筒调节阀节流件正向设计方法

针对调节类阀门流量调节性能差引发的阀门调节不稳定及振动等问题,以窗口型套筒调节阀和多孔式套筒调节阀为研究对象,基于调节阀节流方程、调节特性理论方程和节流件几何设计方程,对其节流件进行了等百分比流量特性的理论设计分析,结合ANSYS Fluent流体仿真分析,开展了节流件的正向设计方法研究。以DN200-Cvmax300的窗口型套筒调节阀和DN250-Cvmax200的多孔式套筒调节阀等百分比流量特性的节流件为例,进行了其正向设计和仿真验证。结果表明,两调节阀仿真流量特性曲线和理论流量特性曲线趋势均高度吻合;对窗口型套筒调节阀,各开度下仿真Cv和理论Cv误差均在-2%~3%之间;对多孔式套筒调节阀,各开度下仿真Cv和理论Cv误差均在-8%~6%之间。研究结果可以为因节流件设计不合理导致的调节阀不稳定调节及振动等问题提供解决思路,为行业的发展提供助力。

调节阀节流件设计原则的探讨

在赋予调节阀固有流量特性时,考虑了阀上压降的变化,从而得到设计调节阀节流件的原则:给定固有流量特性为 Q/Q_(max)=f(l/L)的调节阀,其节流件应使调节阀的相对流量系数的变化与公式 C/C_(max)=f(l/L)(S/(1-(1-S)f^2(l/L)))^(1/2)相吻合。

Ni基合金液膜熔解扩散焊的焊层组织及其在控制阀节流件的应用

Ni基合金液膜熔解扩散焊表面强化技术已在恶劣工况下的球阀等产品上成功应用,本文借助扫描电子显微镜(SEM)结合能量色散谱仪(BSE)对其焊层、熔合界面及其基体结构进行详细的检测,以控制阀节流件本身的性能要求为参照,试图从理论上追溯此种表面强化方法应用于控制阀节流件上的合理性和技术条件。

差压流量计节流件的三坐标仿真组合测量法

节流件是节流装置中造成流体收缩且在其上、下游两侧产生差压的元件。它包括了孔径、长度和厚度、表面粗糙度等常规测量,还存在短圆弧曲面半径、短距离范围内的角度、短基准情况下的同轴度、大直径薄件平面度和平行度、曲面轮廓法线方向的壁厚等测量难题。三坐标仿真组合测量方法效率高,评价准确。

环形窄缝中三叶型节流件阻力特性试验与数值研究

本文对环形窄缝中三叶型节流元件的阻力特性进行了试验研究,获得环缝中不同开口角度θ的三叶型节流件的阻力系数。同时,利用ICEM对带有不同开口角度θ的三叶型节流件环形窄缝进行三维立体建模并进行结构化网格划分。选用重整化k-ε湍流模型,利用Fluent软件进行三维流场模拟。结果表明:试验得到三叶型节流件的阻力系数随着开口角度增大而减小,且近似于指数函数变化;试验得到的不同开口角度θ的三叶型节流件阻力系数与数值模拟结果吻合较好,相对误差在8%以内。

“节流装置设计计算软件”(LGY-1.0-94版)问世

为了更好地贯彻国家标准GB/T2624-93《流量测量节流装置用孔板喷嘴和文丘里管测量充满圆管的流体流量》,负责起草国家标准的单位——机械工业部上海工业自动化仪表研究所根据标准的要求,编制了“节流装置设计计算软件”(LGY-1.0-94版)。 该软件能用于标准中所有取压方式、所有节流件的节流装置设计计算,也可用于标准之外,当前常用节流件的节流装置设计计算,简言之,能用于任何条件下,测量任何流体的节流件的节流装置设计计算。

几何结构对快堆控制棒组件管脚流动特性的影响

控制棒组件是快堆的重要安全构件,其管脚几何结构对于流动特性具有显著影响。通过水力实验研究了板式节流件管脚的流动特性,并对流体-结构耦合数值模拟方法进行了验证。结果显示:减小节流板厚度、增加连杆直径均可提高管脚节流能力;无量纲厚径比Ha=0.5、连杆直径20 mm的板式节流件管脚具有最优的流动特性。针对板式节流件管脚在实验中存在的缺陷,提出了孔板节流件作为替代方案,经验证,两类管脚速度、压力分布基本一致,该替代方案可行。

船舶凝水调节管道新型节流孔板设计研究

船用凝水管道上节流孔板设计不合理,易导致孔板下游流体发生汽蚀,并促使流体高速冲击管道,进而诱发管道剧烈振动和冲刷腐蚀失效,极大影响了船用凝水管道的安全性和稳定性。基于多孔消声器减振降噪机理,提出了具有"防止孔板汽蚀,减缓管路冲刷"功能的新型斜孔对冲式节流孔板,引入伯努利方程和阻塞压差计算方法,进行节流孔板孔径、级数和厚度的校核计算,得到适用于凝水调节管道的两级斜孔式节流孔板,并利用数值模拟手段对理论设计的单级和二级斜孔式孔板节流特性进行分析,计算结果表明单级节流孔板下游局部流域诱发大尺度涡流和汽蚀现象,易导致凝水管路振动;二级节流孔板不仅可以规避孔板诱发汽蚀,还能实现流体对冲射流效应,促使冲击能量相互抵消,减缓流体对管路的冲刷,数值模拟结果与理论设计数据基本吻合。因此该计算方法可为船舶凝水系统管道节流孔板结构设计提供一定理论支撑。

流量测量节流装置的研究和开发

扼述国内现有节流装置的生产使用现状,提出存在问题和应用误区,讨论运用新技术开发可换孔板节流装置、定值节流件和专用软件技术方案的实用性和可行性及其对逐步实现节流装置测量系统智能化的深远意义。

基于锥形孔板压差脉动特性测量湿气流量

设计了一种具有防堵特性的锥形孔板,在定压条件下结合锥形孔板的压差脉动特性完成了湿气流量的双参数测量。借鉴压差脉动法测量流量的成熟理论,运用支持向量机以R和x作输入变量、以干度为输出值,得到了在干度变化较大非定压条件下的干度测量模型。实验结果表明:此种测量方法不仅适用于湿气工况下干度的测量,同时适用于非湿气工况下气液两相流量的干度测量。