收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

紧密栅内非稳态流动行为的试验与数值研究

叶辛欧文  
【摘要】:燃料棒是压水堆的核心部件之一,大多数核燃料棒均按照方形或三角矩阵排列布置,在棒与棒构成的子通道间冷却剂形成轴向流动,相邻的子通道之间通过缝隙相连,而缝隙的大小由棒束间圆心距与棒径比(P/D)所确定。采用较小P/D的紧密堆芯燃料栅元布置方式能够减少水装量,降低水铀比,使得堆芯中子能谱硬化,从而提高燃料的转换比与功率密度,而紧密栅元内的流场存在很多独特的流动行为,其中就包括棒束子通道间冷却剂强烈的交混作用。为了进一步了解紧密栅棒束内特殊的流场结构,本文以水作为工质,构建了P/D=1.1的双排六棒束方形排列试验段,对通道内的流动进行了试验与数值研究,具体内容如下: 试验方面采用可视化测量手段结合流场示踪方法,在Re=2000~ 40000范围内拍摄了紧密栅内棒壁间瞬态流动的可视化信息,捕捉到了大尺度类周期性脉动结构,并获得了该脉动流的相关特征参数,结果表明当Re≥5000时,中心棒壁间隙处大尺度脉动流伴随湍流的转变而发生,并在Re=5000~40000的范围内呈现很强的周期性,大尺度脉动的波长在平均值为65mm左右的范围内存在小幅的变化,且与Re无关,振动频率则与Re呈线性正相关趋势。 数值模拟方面首先以已有试验数据为基准,建立了相应的计算模型,采用非稳态雷诺时均法(URANS)结合周期性边界条件,对湍流涡粘性以及雷诺应力两类湍流模型作出了系统的评估,结果表明SSG雷诺应力模型在模拟该流动时的精度高于涡粘性模型,从而确定了湍流各项异性假设在模拟棒束子通道内流动的重要作用;其次建立了与试验段截面尺寸相同的计算模型,对模型通道内的流动进行了相同工况下的非稳态计算,结果成功模拟出了棒壁间隙处的大尺度周期性脉动流,但该脉动流的波长、频率和斯特鲁哈数等参数与试验值存在偏差,同时研究了截面其它监测点处的速度脉动情况,发现中心狭缝处的脉动频率和幅值最大,而子通道中心点的脉动频率和幅值相对较小,且当雷诺数较大时,速度脉动曲线存在着一定规律的变形;最后初步探究了大尺度脉动的发生机理,通过压力准测与Q因子准则,确认了相干结构与大尺度脉动的关系,并确定了雷诺数在狭缝内大尺度脉动的发生过程中的阈值作用。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 侯军虎,王松岭,安连锁;大型电站流体机械故障诊断的多参数特征提取[J];热力发电;2004年08期
2 黄敬党;张伟;;内燃机进气系统中弹性腔的数学模型及其应用[J];北京农业工程大学学报;1990年01期
3 徐建良;;非稳态流动过程能量平衡方程及其应用探讨[J];化工高等教育;2007年06期
4 廖昌荣;王可俐;张红辉;董小闵;余淼;陈伟民;;基于正弦激励的磁流变液非稳态环状流动特性研究[J];中国矿业大学学报;2006年04期
5 黄思;杨卫国;罗力;;运用动网格技术数值模拟四叶罗茨风机的非稳态流动[J];广州化工;2010年09期
6 马超;朱智富;马朝臣;刘云岗;;涡轮增压器离心压气机非稳态工况流场分析[J];应用力学学报;2011年01期
7 党小庆;刘美玲;马广大;胡红胜;马娥;;脉冲袋式除尘器喷吹气流的数值模拟[J];西安建筑科技大学学报(自然科学版);2008年03期
8 杨雪莲;党小庆;边靖;李先伟;李传东;;袋式除尘器脉冲喷吹清灰过程的数值计算[J];重型机械;2010年03期
9 马超;王任信;尹政;朱智富;刘云岗;;离心压气机喘振临界点工况下非稳态数值模拟与分析[J];内燃机与动力装置;2010年06期
10 杨立国;宣杨;崔海清;张淑云;田子朋;;聚合物水溶液基泡沫在多孔介质中非稳态流动的数值计算[J];科学技术与工程;2011年08期
11 高兰周;田贯三;赵自军;王启;;高压燃气管道非稳态流动的特征线法模拟研究[J];煤气与热力;2008年11期
12 徐楠;王树刚;端木琳;梁洪新;;流体管网非稳态数学模型及水泵的启停过程分析[J];制冷与空调(四川);2007年04期
13 高兰周;侯根富;李悦敏;;考虑能量方程影响的燃气管道流动特性分析[J];福建工程学院学报;2010年03期
14 司新辉;郑连存;张欣欣;晁莹;;大吸附雷诺数下胀-缩壁面管道非稳态流动渐近求解[J];北京科技大学学报;2009年11期
15 李克非;马明军;王晓梅;;水泥基材料裂隙水流动规律的试验研究[J];工程力学;2010年11期
16 李海朋;刘钊;丰镇平;;两种波纹板通道内的流动及换热比较[J];工程热物理学报;2008年10期
17 林继淦;黄敬党;张伟;;单缸柴油机进气系统参数的优化——模拟计算与性能测试相结合的方法研究[J];北京农业工程大学学报;1989年01期
18 李尚健,李赞,肖景容;冷挤压过程的刚塑性有限元分析[J];华中科技大学学报(自然科学版);1990年06期
19 郑晋丽;隧道通风系统模拟计算和结论[J];地下工程与隧道;1997年01期
20 刘瑞韬,徐忠;离心叶轮机械内部流动的研究进展[J];力学进展;2003年04期
中国重要会议论文全文数据库 前5条
1 吴小林;时铭显;曹颖;;旋风分离器内旋进涡核现象及其对分离性能的影响分析[A];中国颗粒学会2002年年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会会议论文集[C];2002年
2 C.T.Hsu;;Magnetic Heat Transfer Enhancements on Fin-tube Heat Exchangers[A];第十届全国环境与工业流体力学会议论文集[C];2007年
3 李均峰;邱正阳;邓松圣;焦光伟;蒋仕章;陈永光;郑胜强;廖振方;;管道堵塞检测水力瞬变实验研究[A];第七届全国水动力学学术会议暨第十九届全国水动力学研讨会文集(上册)[C];2005年
4 高兰周;;燃气管道瞬态仿真的研究与应用[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十七届学术交流大会暨第八届理事会第一次全会论文集[C];2011年
5 黄生洪;徐胜利;张梦萍;;超声速风洞起动过程数值研究[A];第十届全国激波与激波管学术讨论会论文集[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 吴玥;引入磁场的静电纺丝技术及其对非稳态流动控制机理的研究[D];东华大学;2008年
2 叶飞;非稳态漩涡运动及其产生机理[D];天津大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马江平;城市燃气管网动态模拟技术的研究[D];华中科技大学;2006年
2 叶辛欧文;紧密栅内非稳态流动行为的试验与数值研究[D];上海交通大学;2012年
3 康细洋;格子Boltzmann方法研究外掠圆管及管束的流动和换热特性[D];重庆大学;2009年
4 张婷;二维梯形空腔流的格子Boltzmann模拟[D];华中科技大学;2008年
5 张伟;汽蚀模型及湍流修正对非稳态汽蚀影响机理[D];浙江大学;2014年
6 张响;基于数值模拟的气体辅助注射成型工艺参数优化研究[D];郑州大学;2004年
7 宣杨;聚合物水溶液基泡沫在多孔介质中的流动规律[D];东北石油大学;2011年
8 沈亚强;高聚物熔体在微流道内流变行为的研究[D];郑州大学;2010年
9 杨帆;多场耦合条件下增压器涡轮叶轮结构强度分析[D];中北大学;2012年
10 纪旭娜;涡轮在脉冲进气条件下非稳态特性的数值模拟[D];山东大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978