摘要：为对过冷沸腾两相流动进行准确模拟,并探索临界热流密度(CHF)预测方法,本文基于共轭传热和两相C FD分析的方法,通过流固界面耦合,建立流固共轭传热两相流动耦合求解的数值模型.首先通过典型燃料棒栅元过冷沸腾两相流动的模拟,验证数值模型的正确性.随后对燃料子通道内两相流动进行模拟,并在两相流动模拟的基础上,通过准瞬态的方法,建立与CHF试验过程非常近似的CHF预测方法,将加热壁面的温度飞升作为CHF判定的标准,实现对燃料组件子通道CHF的数值预测.研究表明,本文建立的数值模拟方法,可为燃料组件或其他换热系统的CHF预测奠定基础,为燃料组件的设计提供新的辅助手段.

摘要：本文简要分析了离心泵液固两相流动,建立了一元两相流动的基本方程,提出了两相流泵设计应注意的问题.

摘要：针对球床式水冷堆堆芯单根燃料组件,采用FLUENT软件中的多孔介质模型对燃料组件内冷却剂的热工水力特性进行了数值计算。分析了组件内冷却剂从单相水到过热蒸汽的变化过程,并对不同工况下的计算结果进行了分析。计算得到了多种稳态运行模式下组件内空泡份额、压力、汽相温度、汽相流速等参数的变化规律以及系统参数对热工特性的影响。结果表明,由于多孔介质的存在,组件内的阻力比轻水反应堆更大,堆芯压降也相应增大。正常工况下,堆芯冷却剂温升较大,冷却剂跨越液相区、相变区以及单相蒸汽区,各区流动换热特性差异大。当运行模式发生改变时,与轻水反应堆相比,球床式水冷堆堆芯的流动换热参数值变化更大,但无论是稳态工况还是瞬变工况下的冷却剂温度均满足安全准则。

摘要：设计并搭建各向同性的多孔介质颗粒无序堆积的实验平台,针对由直径分别为60、70 mm的有机玻璃圆管和2、4、6、8 mm的不锈钢圆球所组成的多孔介质通道开展氮气-水两相工况下通道内流动特性的实验研究。实验结果表明,在液体流量一定的情况下,实验段压降随管径的增大而减小,随颗粒直径的减小而增大,随气相流量的增大而增大;在管径一定的情况下,实验段压降随颗粒直径的增大而减小。通过拟合获得了本实验条件下的两相压降关联式。

摘要：管内伴有盐析两相流动的研究是了解盐析机理的重要途径。运用相位多普勒粒子分析仪(Phase-Doppler particle analyzer,PDPA)对层流状态下管内Na2SO4溶液的盐析流动规律进行了测量,并详细分析盐析粒子成核速度和溶液流动参数之间的相互关系。试验采用激光单点测量方法对管内充分发展的层流溶液不同截面进行非接触式两相流测量,测量结果表明,随着溶液过饱和度、流动速度及降温速度的变化,管内Na2SO4晶体的盐析速率均会发生不同的变化;盐析粒子的出现对管内层流场产生一定的扰动,扰动引起的湍流脉动提高传热效率从而又加快盐析粒子的形成;所运用的试验手段及分析方法将为研究盐析两相流、掌握动态盐析机理及输送盐溶液装置的优化设计提供一定的参考。

摘要：用计算流体力学(CFD)方法对波纹板除雾器内的气液两相流动进行了数值模拟,计算得到了不同液滴直径、进气速度与叶片间距下除雾器的除雾效率和压降,并分析总结了各参数对除雾效率和压降的影响规律.数值模拟还显示了液滴的运动轨迹以及液滴浓度、压力、速度和旋涡的分布情况,这对除雾器的优化设计具有指导意义.研究表明CFD方法可以成为除雾器设计的有效辅助手段.

摘要：为了能够设计出高效的CO_2蒸发器,有必要对CO_2两相流动和沸腾传热特点进行研究。通过理论模拟计算发现,CO_2出现液滴夹带时的临界气相速度远小于传统制冷工质,CO_2的液体夹带率比传统制冷剂高,这说明了环状流是CO_2两相流动的主要型式。CO_2的核态沸腾抑制干度值比较大,大约为传统制冷剂的1.5倍左右,表明CO_2的流动沸腾传热机理主要是核态沸腾占主导地位。CO_2出现干涸时的干度比较低,说明发生干涸现象比传统制冷剂较早。

摘要：为研究氩气和生物质颗粒(玉米秸秆粉末)流在水平携带床热解管中的运动规律,设计了水平携带床透明冷态模拟装置。以油雾粒子为示踪粒子,利用P IV技术(粒子图像测速技术)对氩气流在水平携带床管内的速度分布进行了测量和分析。在氩气流量不变的情况下,对水平携带床管内加入生物质颗粒后的流动速度进行了P IV测量。结果表明,氩气流在到达距离管道入口大于400 mm的区域后已经较为稳定,处于充分发展区;氩气流的速度分布是对称结构,在雷诺数为1695时,其速度分布形状明显不同于层流的抛物线形状,是更加接近于紊流速度分布形状。而相同氩气流量条件下,生物质颗粒速度分布是非对称形状,中心部位生物质颗粒运动速度明显低于气流中心速度;在整个水平携带床内,生物质颗粒都是处于被加速的状态。

摘要：采用Peng-Robinson方程及零压多项式拟合了低温空气二元混合物的物性,利用商业软件ANSYS CFX对设计工况下的单相流动及进口升压降温后平衡凝结两相流动进行了数值模拟,得到了全低压空气分离流程中的低温两相透平膨胀机喷嘴和工作轮的温度场、压力场、流线及带液量云图,同时推导了该工况下膨胀机的等熵效率。结果表明,工作轮流道内吸力面壁面处的涡流会延迟凝结相变发生,叶片后缘处的尾迹使得吸力面壁面处的带液量有所减小。最后,通过实验验证了模拟结果,表明利用平衡凝结相变模型能够模拟小带液量透平膨胀机流道内的两相流动。该结果可为低温两相膨胀机研究提供参考。

摘要：为了全面掌握液力缓速器各个流动单元内速度场和压力场的分布特性,提取了全流道几何模型作为计算区域,利用CFD平台的大涡模拟法和多流动区域耦合计算的滑动网格法对液力缓速器内部气液两相流动进行了三维瞬态数值模拟,将混合模型与欧拉模型交替运用在其多相流模型中,获得了不同充液率下液力缓速器内流场结构的变化及两相体积分数分布情况,分析了流场内二次流、脱流及涡旋的产生机理,并计算了缓速器的外特性.结果表明:数值计算结果与试验结果吻合很好,误差在8%以内;流场计算十分准确,运用的大涡模拟方法可以有效地模拟液力缓速器流场内的真实液流结构,其结果可以用来指导液力缓速器的设计及其结构优化.