摘要：深刻理解棒束弯曲子通道在相态特性分布和流动特性演化方面的机制对反应堆的安全设计与分析具有重要意义。本研究对四种不同闭合度(0%、50%、80%和100%)的棒弯曲子通道进行建模,基于VOF模型,采用非稳态、隐式分离求解算法对棒束子通道内空气-水两相流动进行模拟计算,计算工况包括入口含气率分别为0.1的泡状流和0.5的帽状流,入口混合相质量流速为1.2 m/s。通过对截面平均空泡份额、局部空泡演化及局部二次流的分析,探究了棒束弯曲对空气-水两相流动的影响;分析结果表明:棒束弯曲对截面平均空泡份额影响较小,但对局部气泡的尺寸及分布影响较大,使得子通道内弯曲壁面及其对角面容易发生裸露,CHF更有可能发生在该处。

摘要：为提高低热值煤层气的燃烧效率,设计了3种由不同开槽深度的旋流片组合成的低热值煤层气燃烧器,并进行燃烧特性实验研究,分析了不同流量下,开槽深度对燃烧室内速度、温度及火焰结构特性的影响。研究表明,火焰温度在燃烧器轴线方向分布与流速分布相似,均存在一个温度和速度峰值。相同轴向距离处,甲烷流量减小,3种旋流片的火焰中心流速和温度峰值逐渐下降,且中心流速峰值、温度峰值位置逐渐前移,但温度峰值位置始终是大于速度峰值位置。开槽深度对燃烧特性的影响主要是由于燃气通流截面改变引起的入口流速和射流直径变化导致的。采用3 mm开槽深度的旋流片时,火焰长度和直径增加最快,燃烧室内轴向速度分布和温度场最为理想,射流刚性和火焰充满度最好。

摘要：实际生产生活中使用到的多孔泡沫材料通常都是非均质的,文章建立了多孔泡沫材料均质与非均质模型,结合场协同理论,从速度与温度梯度矢量的协同关系出发,分析了多孔泡沫材料内部单相流体对流强化换热的物理机制,研究了孔隙率、孔密度以及空气流速对流体顺流方向协同性能的影响。研究表明:场协同原理适用于分析多孔泡沫材料的强化传热机制;多孔泡沫材料孔隙中心与骨架后缘处的协同程度最好,骨架侧缘协同程度最差(协同角接近90°);非均质多孔泡沫材料孔壁附近协同程度较差,相同条件下全场平均场协同角比均质泡沫大;多孔泡沫材料越均匀全场协同情况越好,在相同流速、孔隙率和孔密度下,均质泡沫材料全场平均协同角余弦值可达非均质泡沫的1.2倍。计算结果表明,空气流速为3m/s时,孔隙率为0.8、0.85和0.9的多孔泡沫材料强化传热强度分别是普通平直翅片的3.3倍、1.9倍和1.2倍。该研究对新型散热器设计具有指导意义。

摘要：通过三维CFD软件AVL-FIRE模拟了直喷汽油机的进气、喷油和燃烧等工作过程,对比并分析了4种活塞形状对混合气形成及燃烧过程的影响.计算结果表明:活塞形状对进气量影响不大;对于缸内正滚流和使用多孔高压喷油器的直喷汽油机,"平顶+凹坑"的活塞顶设计更有利于维持缸内湍流强度,并在点火时刻在火花塞附近形成可供稳定点火的可燃混合气;平滑的活塞顶使点火时刻缸内湍动能更强烈,有利于加速燃烧过程,缸内温度和压力峰值更高,动力性更好;较高的缸内温度和压力会增加NO的产量,但会减少碳烟排放.

摘要：加热通道内发生沸腾相变时会出现流动不稳定,研究螺旋管内沸腾两相流动不稳定过程对螺旋管式直流蒸汽发生器的设计和运行具有重要意义。本文通过在热工实验平台中开展单根螺旋管内的沸腾两相流动实验,研究螺旋管内发生沸腾两相流动时的流动不稳定现象,通过实验分析加热功率上升过程中螺旋管内流量压降等参数在不同时刻的变化规律以及频谱特征,并将发生的沸腾两相流动不稳定性进行分类。结果表明在实验参数范围:压力为0.1~3MPa、流量为300~1200kg/h、入口过冷度为20~100℃、实验段加热功率为0~200kW时,螺旋管加热通道内随着功率的增加会先出现流量漂移不稳定性,当流量漂移至另一流量值后,在低出口含汽率情况下会出现高频低振幅的密度波振荡,在高含汽率下会出现低频高振幅的密度波振荡。通过实验研究还发现入口过冷度、入口流量以及系统压力的增加均会提高系统的稳定性。

摘要：研究了国产N36锆合金包壳在600、700℃和800℃常压下形成的氧化层微观形貌和表面润湿特性。对N36锆合金样件进行氧化,并测量了氧化层厚度和表面接触角。对样件表面进行扫描电子显微镜(SEM)观测获得样件的表面微观形貌,利用能谱仪(EDS)对样件表面进行局部扫描获得了成分元素种类和含量分布,分析了氧化温度和氧化时间对于N36锆合金表面润湿性的影响规律。结果表明,氧化后的样件表面润湿性增强,氧化层表面裂纹的尺寸、深度、内部结构都会影响表面润湿性。随着氧化温度升高,裂纹尺寸有增加的趋势。在同一氧化温度下,随着氧化时间的增长,样件表面裂纹的尺寸和数量都有增加的趋势。本文研究有助于深入了解N36锆合金包壳材料表面氧化的微观特性。

摘要：反应堆失水事故(LOCA)后下降段通道内形成的两相逆流状态极有可能引发汽-液逆向流动限制(CCFL),不利于应急冷却水顺利进入堆芯,极大影响了核反应堆系统的安全性能。本研究基于RELAP5程序采用Wallis溢流关系式对UPFT实验装置进行建模并计算LOCA喷放阶段的下降段注水行为;通过对比下腔室蓄水量、下降段内压力及破口处蒸汽流量瞬态变化以验证模型的有效性,并对下降段通道内汽相速度场、液相体积分数分布特性进行分析。结果表明,由于下降段通道结构的三维特征引起的流动不均匀性影响了汽-液CCFL特性,随着蒸汽流量增大,在破口环路与下降段连接区域的压力梯度与向上流速度梯度越大,较少节点的划分方法很难真实反映下降段通道局部区域内汽-液溢流关系;在靠近破口的环路内注入的冷却水更难到达下腔室,而在远离破口环路的冷却水容易进入到下腔室;过热的蒸汽在流动过程中被冷却水冷却发生凝结现象,导致出口蒸汽流量小于进口蒸汽流量,且随着进口蒸汽流量的增大,凝结效应则随之减小。本研究所建立的模型与方法能够适用于LOCA喷放阶段下降段通道内的汽-液CCFL预测。

摘要：本文提出一种基于热渗透原理的低品位热源驱动的水电联产系统,利用冷热源温差驱动水分子在疏水的微孔膜中进行定向的相变流动,对含非挥发性溶质的水溶液进行分离,同时将低品位热能转换为水动力压,通过水轮机做功发电。估算了系统发电和水处理成本,分析了运行参数和膜参数对系统热力学性能及经济性的影响。结果表明,设计参数下系统发电效率为1.26%,每天淡水生产量为28900 m^(3),发电和水处理成本分别为0.26 CNY/kWh和1.62 CNY/m^(3),比反渗透淡化成本节约36%~50%。优化运行参数和膜参数,系统性能可进一步提高。

摘要：为回收涡轮增压内燃机排气(IC)能量,提出一种新型布雷顿循环系统:在增压系统耦合1个高速电机作为布雷顿循环负载,回收涡轮功率;将内燃机视为布雷顿循环的燃烧器,通过改变其运行参数来调节布雷顿循环工质状态和参数。以某增压柴油机为研究对象,根据试验数据建立并标定循环系统的GT-Power仿真模型。研究不同转速下涡轮旁通阀开度、进气压力和循环喷油量对布雷顿循环性能参数的影响。研究结果表明:该布雷顿循环可以有效回收排气能量;涡前流量、压力和温度与布雷顿循环输出功率及热效率呈正相关;随进气压力增大,布雷顿循环功率和效率先增大后减小;循环喷油量增大,布雷顿循环输出功率和效率均增大,但系统总效率下降;当转速为3400r/min时,最大输出功率为18.30kW,最大循环热效率为9.51%;系统总热效率相对于原机提高5.74%。

摘要：针对目前大宗固体颗粒余热回收常存在换热不充分、气固流动阻力大、回收得到的余热质量较低等问题,提出了一种气固交叉流动移动床高温颗粒冷却技术方案,并在自行设计的工业级试验装置上利用CFB锅炉炉渣完成了冷态条件下的颗粒流动特性试验研究。通过取样与高速摄影仪拍摄相结合的方式对颗粒流动特性进行测量,分析讨论了颗粒流通截面尺寸对颗粒流动特性的影响和错流段空截面风速对颗粒流动稳定性的影响。结果表明:直流段截面中部颗粒下行速度基本一致,在忽略边壁影响的条件下,计算得到直流段正面和侧面流动指数M_(F1)均大于0. 3,认为直流段颗粒流动为整体流状态;通过对不同位置颗粒取样,发现各取样点颗粒的质量分数最大相差约14. 4%,在实际工程中可认为扩大段颗粒整体流动均匀,但不同位置的颗粒粒径分布存在差异;随着横向风速的增大,颗粒携带速率增大,流过下行移动床的水平风速不能超过1. 45 m/s。