窄矩形通道液泛机理的实验研究

论文摘要

近年来,有许多研究堆采用了性能优良的板状燃料元件,使堆芯内形成2mm左右的窄矩形流动换热通道,而在更先进的第四代反应堆概念设计中,研究者将燃料棒间的间隙由3mm减至1mm。本论文以这类压水堆核动力装置为背景,在窄矩形通道实验台上进行液泛机理研究。实验是在常温常压的空气一水回路上进行的,实验段间隙5mm,宽50mm,有效长度500mm。本实验采用平切形入口、斜切形入口及喇叭形入口三种入口条件进行研究,以便确定不同入口条件对液泛现象的影响。实验中观察了不同入口条件下不同液体流量时的液泛现象,记录了液泛起始点对应的气体流量和液体流量,采用无因次量表达后都符合Wallis类型的关联式。记录了实验段压差特性、完全携带点、流向反转点、液泛消失点。分析了三种入口条件下液泛起始点的差别;分析了水流量较大和水流量较小两种情况下实验段压差变化特性的不同,并且和大通道圆管液泛过程中压差变化特性进行了比较;分析了完全携带点和流向反转点的影响因素;分析了液泛消失滞后的原因,液泛消失点的实验数据采用与起始点相同的处理办法,实验发现不同入口条件下液泛消失时也满足Wallis类型的关联式。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的背景及意义
• 1.2 管内液泛问题研究的发展状况
• 1.2.1 研究概况
• 1.2.2 机理研究
• 1.3 窄通道液泛研究存在的问题
• 1.3.1 机理研究方面
• 1.3.2 实验研究
• 1.4 本文研究的方法与途径
• 1.5 本文的主要工作
• 第2章 实验系统和实验方法
• 2.1 实验装置
• 2.1.1 循环水系统
• 2.1.2 空气供给系统
• 2.1.3 测量系统及参数范围
• 2.2 实验内容及实验方法
• 2.2.1 实验内容
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 本章小结
• 第3章 实验段液泛过程的压差特性
• 3.1 实验段压差特性
• 3.1.1 平切形入口条件下实验段压差特性
• 3.1.2 斜切形入口条件下实验段压差特性
• 3.1.3 喇叭形入口条件下实验段压差特性
• 3.2 实验结果分析
• 3.3 窄通道与大通道压差特性比较
• 3.4 本章小结
• 第4章 液泛问题的实验研究
• 4.1 实验数据分析基础
• 4.2 液泛起始点研究
• 4.3 窄矩形通道和圆管大通道液泛起始点比较
• 4.4 竖直窄矩形通道液泛机理研究
• 4.5 本章小结
• 第5章 液泛消失滞后的实验研究
• 5.1 完全携带和流向反转问题
• 5.1.1 实验方法
• 5.1.2 实验结果
• 5.2 液泛消失滞后问题
• 5.2.1 实验方法
• 5.2.2 实验结果
• 5.3 液泛消失滞后的原因
• 5.4 水封问题
• 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