密度锁机理的实验研究

论文摘要

本文通过可视化实验观察和实验数据分析,对密度锁的机理进行了研究。在密度锁中放入栅格进行实验研究,通过调节扰动的大小、温差以及改变启动方式来研究各种因素对密度锁的影响,进而对密度锁的机理进行分析。研究结果表明:在竖直通道中,冷热流体在密度锁内形成的密度分层能抑制热量向下传递;小扰动下可以形成分层,但当扰动达到某个临界值时,分层将无法形成;温差的增加将会导致分层界面下移,但由于温度梯度变大,抗扰动能力增强;放入栅格能使分层更加稳定;先形成温差再引入扰动的启动方式形成的分层更稳定。论文还对密度锁分层形成过程进行了详细分析,并把过渡区内的分层分为三种:强分层、弱分层和无分层。弱分层虽然也能抑制传热传质,但不稳定、容易被破坏。研究发现栅格内会发生振荡现象,当振荡超出密度锁时,分层被破坏。在实验研究和分析的基础上,提出了密度锁设计思路,并以此为依据,设计三套密度锁方案。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 密度锁基本原理简介
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 密度锁内分层机理
• 1.3.2 密度锁内冷热流体分界面的位置控制
• 1.3.3 国内研究现状
• 1.4 几种典型的应用密度锁的反应堆介绍
• 1.4.1 PIUS
• 1.4.2 流化床概念堆
• 1.4.3 CANDU-9
• 1.5 密度锁技术当前存在的问题
• 1.6 本文研究内容
• 第2章 实验装置和实验方法
• 2.1 实验装置介绍
• 2.1.1 实验装置主体
• 2.1.2 循环回路系统
• 2.1.3 温度控制系统
• 2.1.4 温度测量系统
• 2.2 实验台的调试
• 2.2.1 热电偶的标定
• 2.2.2 热电偶的布置
• 2.2.3 其它问题
• 2.3 实验方案与实验步骤
• 2.3.1 实验方案
• 2.3.2 实验步骤
• 2.4 本章小结
• 第3章 密度锁机理的实验研究及传热分析
• 3.1 无扰动实验
• 3.1.1 热电偶位置调整
• 3.1.2 实验数据处理
• 3.1.3 实验结果及分析
• 3.2 扰动对密度锁的影响
• 3/h有栅格实验'>3.2.1 流量为0.55m³/h有栅格实验
• 3.2.2 不同扰动下有栅格实验对比
• 3.3 温差实验
• 3.4 不同启动方式
• 3.5 有无栅格对比
• 3.5.1 无扰动下对比
• 3.5.2 扰动下对比
• 3.6 本章小结
• 第4章 密度锁机理分析
• 4.1 分层形成过程
• 4.1.1 分层流的定义
• 4.1.2 分层过程分析
• 4.2 分层的划分
• 4.2.1 密度锁内区域划分
• 4.2.2 过渡区分层的分类
• 4.3 分层的稳定性
• 4.3.1 弱分层
• 4.3.2 强分层
• 4.3.3 小结
• 4.4 密度锁的结构
• 4.5 机理分析
• 4.6 本章小结
• 第5章 密度锁初步设计
• 5.1 密度锁的设计应满足的条件
• 5.2 密度锁结构设计分析
• 5.3 设计思路
• 5.4 设计方案
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢