钠热管启动过程轴向传热与稳态径向传热特性研究

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作者 周政 马在勇 +5 位作者 马誉高 吴奇 张卢腾 孙皖 朱隆祥 潘良明 《动力工程学报》 北大核心 2025年第2期165-170,共6页

为定量研究钠热管轴向热阻分布特性及径向传热特性,开展了钠热管启动过程中轴向传热及稳态径向传热实验。结果表明:启动过程中加热功率对轴向传热等效热阻的影响显著,随着功率的增大,其轴向传热等效热阻先减小后趋于平缓;在低倾角工况下... 为定量研究钠热管轴向热阻分布特性及径向传热特性,开展了钠热管启动过程中轴向传热及稳态径向传热实验。结果表明:启动过程中加热功率对轴向传热等效热阻的影响显著,随着功率的增大,其轴向传热等效热阻先减小后趋于平缓;在低倾角工况下,轴向传热等效热阻显著增大,倾角较大时其影响较小;温度在350℃以下时,蒸汽处于自由分子流状态,汽液界面热阻可达10^(-4)(m^(2)·K)/W的量级,而更高温度下的蒸汽处于连续流状态,汽液界面热阻仅为10^(-6)~10^(-5)(m^(2)·K)/W;热管固液界面上存在可能由氧化层导致的传热热阻,量级为10^(-4)(m^(2)·K)/W,在低温下该热阻占热管径向传热总热阻的60%左右,其随温度的升高略有增大,在650℃时可达总热阻的80%。 展开更多

关键词 钠热管 轴向传热 径向传热 热阻

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氦氙气冷空间堆耦合布雷顿循环核电源系统瞬态特性分析

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作者 吴杨茂 唐思邈 +5 位作者 朱隆祥 连强 张卢腾 马在勇 孙皖 潘良明 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第5期973-987,共15页

空间核电源是未来空间任务的重要支撑,本文针对高温气冷堆耦合闭式布雷顿循环发电的兆瓦级先进气冷核能系统(MAGNUS),建立了一套合理完善的数学物理模型,包括反应堆模型、布雷顿热电转换系统模型以及热排放系统模型。采用稳定高效的数... 空间核电源是未来空间任务的重要支撑,本文针对高温气冷堆耦合闭式布雷顿循环发电的兆瓦级先进气冷核能系统(MAGNUS),建立了一套合理完善的数学物理模型,包括反应堆模型、布雷顿热电转换系统模型以及热排放系统模型。采用稳定高效的数值计算方法进行求解,开发了一套瞬态系统分析程序。在对程序稳态及瞬态计算值进行验证后,对系统的典型事故工况进行瞬态分析,包括有保护措施和无保护措施的反应性引入事故、涡轮-发电机-压缩机(TAC)轴转速降低工况模拟。结果表明在反应堆中引入正反应性可提高系统的热循环效率;反应堆输出热量与系统负荷成正比,在保证堆芯安全的合理轴转速范围内,系统的温差损失能够更有效地将热能转化为电能,实现系统效率的提升。 展开更多

关键词 空间核电源 高温气冷快堆 闭式布雷顿循环 瞬态分析

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运行温度对钠热管内工质蒸发调节系数影响的实验研究

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作者 马在勇 周政 +5 位作者 马誉高 吴奇 张卢腾 连强 唐思邈 潘良明 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2106-2112,共7页

钠热管在相关小型化、无人化核反应堆平台上有着良好的应用前景,其工质蒸发调节系数的准确性对于钠热管分析具有重要的意义。而蒸发调节系数受温度的影响显著,为此,通过实验方法研究了不同温度对钠热管内钠蒸发调节系数的影响。通过改... 钠热管在相关小型化、无人化核反应堆平台上有着良好的应用前景,其工质蒸发调节系数的准确性对于钠热管分析具有重要的意义。而蒸发调节系数受温度的影响显著,为此,通过实验方法研究了不同温度对钠热管内钠蒸发调节系数的影响。通过改变加热功率、倾角、加钠量、丝网等参数,测量了稳态工况下的轴向外壁面温度及气相温度。采用不同蒸气温度取值方法,结合外壁面温度测量值,基于HertzKnudsen-Schrage方程获得了蒸发调节系数的实验值。分析表明,使用蒸发段局部气相温度作为蒸气温度获得的蒸发调节系数受管内工况及丝网参数影响较小,蒸发调节系数的对数值与对数饱和压力满足良好的线性关系;使用绝热段壁面温度或绝热段气相温度作为蒸气温度获得的蒸发调节系数,在550℃以下时受轴向导热热阻及液钠润湿不佳的影响,数值偏小但依然满足对数线性关系,而在高于550℃时液钠良好润湿性带来的轴向铺展可显著增大蒸发调节系数,此时丝网的作用较为明显。通过拟合实验数据,建立了不同温度下的蒸发调节系数的经验关系式。 展开更多

关键词 钠热管 蒸发调节系数 实验研究 模型开发

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液态金属棒束传热的理论分析 被引量：3

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作者 马在勇 仇子铖 +3 位作者 王美 田文喜 苏光辉 秋穗正 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期1478-1483,共6页

液态金属棒束传热研究在快堆中有重要的应用价值。采用六边形的传热单元,等边三角形布置的棒束传热问题可转化成同心环管的传热问题。引入水力直径修正及温差、热混合两项温度修正后,得到了全新的三角形布置的棒束顺流传热关系式,对实... 液态金属棒束传热研究在快堆中有重要的应用价值。采用六边形的传热单元,等边三角形布置的棒束传热问题可转化成同心环管的传热问题。引入水力直径修正及温差、热混合两项温度修正后,得到了全新的三角形布置的棒束顺流传热关系式,对实验数据取得了良好的预测效果。同时发现,温度修正的第2项可作为子通道方法中有效混合长度的计算式。 展开更多

关键词 液态金属 PE 棒束 有效混合长度

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液膜蒸干模型在液态金属CHF预测中的应用 被引量：1

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作者 马在勇 仇子铖 +3 位作者 巫英伟 田文喜 苏光辉 秋穗正 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期617-621,共5页

为对圆管中环状流烧干型沸腾临界进行预测,建立了考虑液滴沉积夹带作用的液膜蒸干模型。沉积率、夹带率等相关关系式采用水等常规流体的已有关系式。在一定参数范围内,将模型预测结果与实验数据和经验关系式进行了比较。结果表明:基于... 为对圆管中环状流烧干型沸腾临界进行预测,建立了考虑液滴沉积夹带作用的液膜蒸干模型。沉积率、夹带率等相关关系式采用水等常规流体的已有关系式。在一定参数范围内,将模型预测结果与实验数据和经验关系式进行了比较。结果表明:基于常规流体的液膜蒸干模型大体可应用于液态金属,但在临界热流密度(CHF)较大时可能造成较大偏差;钠、钾两种液态金属在CHF较低时预测准确度区别不大,但在CHF较高时区别较为明显。为更加准确预测液态金属CHF,应开发专门的沉积率、夹带率等相关关系式。 展开更多

关键词 液态金属 临界热流密度 沉积 夹带

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热管改进型热离子反应堆瞬态分析程序开发 被引量：3

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作者 张文文 陈静 +4 位作者 王成龙 马在勇 田文喜 秋穗正 苏光辉 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第B05期227-233,共7页

本文针对改进型TOPAZⅡ核反应堆系统的特殊结构及热工水力特性,开发了耦合热管二维计算程序的热离子反应堆系统分析程序TASTIN-HP,并计算分析了其稳态与瞬态事件及典型事故工况下的热工水力特性。结果表明:稳态计算结果与设计值符合良好... 本文针对改进型TOPAZⅡ核反应堆系统的特殊结构及热工水力特性,开发了耦合热管二维计算程序的热离子反应堆系统分析程序TASTIN-HP,并计算分析了其稳态与瞬态事件及典型事故工况下的热工水力特性。结果表明:稳态计算结果与设计值符合良好;升功率事件及部分失流事故中,在一定的时间内,元件各层材料与冷却剂温度均在安全限值以内。本文结果初步证明TASTIN-HP可对热管式辐射器型空间堆进行系统安全分析。 展开更多

关键词 热离子反应堆 热管 系统分析程序

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高温液钠与不锈钢界面润湿机制研究 被引量：1

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作者 田浪浪 马誉高 +4 位作者 张卢腾 朱怡儒 唐思邈 马在勇 潘良明 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1902-1911,共10页

钠冷快堆的主要特点是将液态钠作为堆芯冷却剂,因此液态钠与不锈钢固液界面的润湿现象在该堆芯系统中普遍存在。高温液钠在不锈钢界面的润湿性能与结构材料的腐蚀程度、材料自洁以及测量仪器精度等直接相关。本文通过可视化实验和分子... 钠冷快堆的主要特点是将液态钠作为堆芯冷却剂,因此液态钠与不锈钢固液界面的润湿现象在该堆芯系统中普遍存在。高温液钠在不锈钢界面的润湿性能与结构材料的腐蚀程度、材料自洁以及测量仪器精度等直接相关。本文通过可视化实验和分子动力学数值模拟的方法,针对高温液钠与不锈钢界面的润湿特性开展研究,结果发现:液钠与不锈钢的润湿转捩(接触角90°)温度在320~335℃附近;不锈钢表面的Cr_(2)O_(3)层会抑制液钠前驱膜的形成,使得液钠等效润湿半径减小,导致液钠与不锈钢界面润湿性变差;随着温度逐渐升高,液钠与Cr_(2)O_(3)层逐渐反应生成NaCrO2,使得液钠与不锈钢界面润湿性转好。 展开更多

关键词 钠冷快堆 液钠 不锈钢 润湿性 接触角

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不同参数对U型管式蒸汽发生器倒流影响的实验研究 被引量：1

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作者 刘浩 马在勇 +6 位作者 姜张锐 唐瑜 张卢腾 徐建军 孙皖 袁德文 潘良明 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1309-1315,共7页

在低流量强迫循环工况下,一部分U型管可能会发生流动反转的现象。通过实验研究了低流量强迫循环条件下一次侧入口温度、一回路总流速、电动调节阀阻力系数以及二次冷却水流量对U型管倒流临界点的影响。结果表明:随一次侧入口温度的增加... 在低流量强迫循环工况下,一部分U型管可能会发生流动反转的现象。通过实验研究了低流量强迫循环条件下一次侧入口温度、一回路总流速、电动调节阀阻力系数以及二次冷却水流量对U型管倒流临界点的影响。结果表明:随一次侧入口温度的增加,倒流临界流速增大;随一回路总流速的增大,倒流时U型管入口温度逐渐增大;从实验结果来看,电动调节阀阻力系数对倒流临界点的影响并不显著;随二次侧冷却水流量的增大,倒流临界流速缓慢下降。 展开更多

关键词 蒸汽发生器 倒流 强迫循环 参数影响

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倒U型管蒸汽发生器单相管间脉动现象影响参数研究 被引量：1

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作者 张锐 马在勇 +5 位作者 蒋志鹏 岳倪娜 张卢腾 唐瑜 孙皖 潘良明 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1403-1410,共8页

本文给出了单相管间脉动起始点的判定准则,且通过实验方法研究了不同一次侧入口温度、二次侧流量及回路阻力系数下单相管间脉动的变化规律。结果表明,随一次侧入口温度的升高,脉动起始点流速会随之呈近乎线性增加;随二次侧流量的增加,... 本文给出了单相管间脉动起始点的判定准则,且通过实验方法研究了不同一次侧入口温度、二次侧流量及回路阻力系数下单相管间脉动的变化规律。结果表明,随一次侧入口温度的升高,脉动起始点流速会随之呈近乎线性增加;随二次侧流量的增加,脉动起始点流速变化不大,脉动周期变大;随回路阻力系数的增加,脉动起始点流速呈先减小后趋于稳定的趋势,且小的回路阻力系数主要影响脉动起始点流速,大的回路阻力系数主要影响流量的分配。此外,实验中发现局部阻力系数的空间分布对流量分配的影响差别不大。 展开更多

关键词 倒U型管蒸汽发生器 单相 脉动 起始点

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颗粒堆积床接触导热的数值分离和分析 被引量：4

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作者 陈波 步珊珊 +2 位作者 孙皖 马在勇 张卢腾 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期91-95,111,共6页

为了分析不同固体-流体导热系数比下接触导热对有效导热系数的影响,提出了基于孔隙尺度的接触导热的数值分离方法,在不同固体-流体导热系数比(6~4400)下对简单立方结构堆积床中的接触导热进行了数值分析。当忽略接触导热时,计算模型中... 为了分析不同固体-流体导热系数比下接触导热对有效导热系数的影响,提出了基于孔隙尺度的接触导热的数值分离方法,在不同固体-流体导热系数比(6~4400)下对简单立方结构堆积床中的接触导热进行了数值分析。当忽略接触导热时,计算模型中相邻颗粒之间的接触点采用间隙处理;当考虑接触导热时,计算模型中相邻颗粒之间的接触点采用短圆柱连接处理,接触导热通过这两种模型计算结果的差值获得。研究发现,有效导热系数随温度变化的趋势受接触导热的影响显著。考虑接触导热并且固体-流体导热系数比很大时,固相导热起主导作用;忽略接触导热时,流体导热起主导作用。随着固体-流体导热系数比的增大,接触导热对有效导热系数的贡献显著增大;当固体-流体导热系数比大于150时,接触导热对有效导热系数的贡献起主导作用。 展开更多

关键词 堆积床 有效导热系数 接触导热 固体-流体导热系数比

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高温气冷球床堆有效导热系数模型的改进 被引量：1

11

作者 陈波 步珊珊 +2 位作者 陈德奇 马在勇 张卢腾 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期1998-2004,共7页

有效导热系数是高温气冷球床堆热工设计和安全分析程序中的基本参数,ZBS模型广泛应用于球床结构有效导热系数的预测。本文针对ZBS模型中的关键经验型参数——接触面积系数φ进行了分析,通过对不同堆积结构球床有效导热系数的数值分析,... 有效导热系数是高温气冷球床堆热工设计和安全分析程序中的基本参数,ZBS模型广泛应用于球床结构有效导热系数的预测。本文针对ZBS模型中的关键经验型参数——接触面积系数φ进行了分析,通过对不同堆积结构球床有效导热系数的数值分析,获得了12组接触直径比和配位数及其对应的φ值,然后通过多元线性分析获得φ的计算公式。与德国SANA实验结果进行比较,发现改进后的ZBS模型预测能力优于其他模型。改进后的ZBS模型的计算结果与先前实验测量的球床主体区域的有效导热系数吻合也很好。本文研究结果可为高温气冷球床堆的设计和安全分析提供理论支持。 展开更多

关键词 高温气冷球床堆 有效导热系数 ZBS模型 经验参数

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棒束子通道湍流交混特性的数值模拟研究 被引量：1

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作者 张锐 马在勇 +4 位作者 陆定晟 何清澈 张卢腾 孙皖 潘良明 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1204-1211,共8页

为了提高核反应堆系统的经济性和安全性,本文采用CFD方法对棒束子通道间湍流交混效应进行研究。对子通道建模,选取SST k-ω模型进行计算,完成了网格敏感性分析。采用类比浓度计算法与间隙湍流热流法对湍流交混系数进行计算。计算结果表... 为了提高核反应堆系统的经济性和安全性,本文采用CFD方法对棒束子通道间湍流交混效应进行研究。对子通道建模,选取SST k-ω模型进行计算,完成了网格敏感性分析。采用类比浓度计算法与间隙湍流热流法对湍流交混系数进行计算。计算结果表明:雷诺数较小时,单相湍流交混系数随雷诺数的增大而增大;当雷诺数达到一定值时,单相湍流交混系数近似为定值;采用类比浓度计算法与间隙湍流热流法计算所得的湍流交混系数无太大差别。本文拟合得到了适用于单相工况的湍流交混系数计算公式。 展开更多

关键词 数值模拟 子通道 湍流交混系数

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补水箱内的直接接触冷凝模型研究 被引量：1

13

作者 马在勇 张卢腾 +3 位作者 朱隆祥 孙皖 曾小康 潘良明 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1506-1514,共9页

补水箱是核反应堆安全系统中的重要设备。事故工况下补水箱内可发生剧烈的直接接触冷凝过程,导致补水箱内压力的迅速降低乃至振荡,影响补水箱的安全注入功能。为提高对补水箱安注行为预测的准确性,本文基于射流速度分布理论和假想管嘴... 补水箱是核反应堆安全系统中的重要设备。事故工况下补水箱内可发生剧烈的直接接触冷凝过程,导致补水箱内压力的迅速降低乃至振荡,影响补水箱的安全注入功能。为提高对补水箱安注行为预测的准确性,本文基于射流速度分布理论和假想管嘴分析方法,考虑液相的温度分层对传热温差的影响,结合补水箱内直接接触冷凝的一般过程,建立了针对性的冷凝传热计算方法。利用该模型对现有实验数据进行了预测,符合良好,初步验证了模型的有效性。相关研究有助于提高补水箱安注过程和相关事故安全分析的准确性。 展开更多

关键词 补水箱 直接接触冷凝 模型开发 模型验证

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氧化层对液态金属起始沸腾过热度的影响模型

14

作者 马在勇 秋穗正 +3 位作者 步珊珊 张卢腾 孙皖 潘良明 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期298-303,共6页

液态金属具有良好的浸润性,因此常具有很高的起始沸腾过热度。但在浸润性差的氧化层的影响下,起始沸腾过热度可大幅降低。为对氧化层作用进行分析,建立了氧化层的影响模型,并利用实验数据进行了验证。结果表明,氧化层作用下的核化过程... 液态金属具有良好的浸润性,因此常具有很高的起始沸腾过热度。但在浸润性差的氧化层的影响下,起始沸腾过热度可大幅降低。为对氧化层作用进行分析,建立了氧化层的影响模型,并利用实验数据进行了验证。结果表明,氧化层作用下的核化过程可分为直接核化和界面移动后的核化两类,氧化层作用下的核化半径介于氧化层位置及界面最深处位置之间,其最佳估算值为两者的几何平均值。 展开更多

关键词 液态金属 氧化层 起始沸腾 核化

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惰性气体对液态金属起始沸腾过热度的影响

15

作者 马在勇 秋穗正 +3 位作者 步珊珊 张卢腾 孙皖 潘良明 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期110-116,共7页

惰性气体对降低液态金属起始沸腾过热度有重要作用。通过考虑壁面孔穴内惰性气体的体积变化及扩散作用,分析了池式沸腾核化过程中局部参数的变化,并研究了惰性气体作用下不同变量对液态金属起始沸腾过热度的影响趋势。结果表明,惰性气... 惰性气体对降低液态金属起始沸腾过热度有重要作用。通过考虑壁面孔穴内惰性气体的体积变化及扩散作用,分析了池式沸腾核化过程中局部参数的变化,并研究了惰性气体作用下不同变量对液态金属起始沸腾过热度的影响趋势。结果表明,惰性气体可引起复杂的次级效应,为进行准确的热流密度、压力等变量的影响分析,应充分考虑核化过程中惰性气体的影响。 展开更多

关键词 液态金属 惰性气体 起始沸腾 核化

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低温透平膨胀机内非平衡自发凝结两相流动的数值研究 被引量：2

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作者 孙皖 牛璐 +3 位作者 步珊珊 马在勇 潘良明 侯予 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期125-129,135,共6页

针对低温透平膨胀机内复杂自发凝结三元两相流动问题,基于非等温修正成核模型及Gyarmathy液滴生长模型,采用非平衡凝结数学模型,准确预测了气体快速膨胀中凝结成核和液滴生长的过程,基于数值模拟结果,研究了进口过热度和旋转作用对工作... 针对低温透平膨胀机内复杂自发凝结三元两相流动问题,基于非等温修正成核模型及Gyarmathy液滴生长模型,采用非平衡凝结数学模型,准确预测了气体快速膨胀中凝结成核和液滴生长的过程,基于数值模拟结果,研究了进口过热度和旋转作用对工作轮流道内自发凝结过程的影响,并分析了流道内液滴数目密度、液滴直径及带液量的分布规律。模拟结果表明:当进口过热度不够低时,快速成核发生在工作轮内导流段并发展缓慢,致使气体始终保持在较高的过冷度状态且成核区域较大;非平衡自发凝结与二次涡流的相互作用产生的逆温梯度会带来附加热力学损失,同时增大的逆压梯度会造成更强的边界层分离,从而引起附加流动损失;对于径-轴式工作轮,在二次涡流区域、吸力面壁面附近及尾迹涡流区域内容易发生液滴的聚集,这很容易引起二次成核并形成大尺寸二次液滴,进而带来附加机械损失。 展开更多

关键词 透平膨胀机 自发凝结 低温两相流动 成核

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基于竖直圆管空气-水两相流实验的相间曳力模型研究 被引量：1

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作者 张卢腾 黄涛 +8 位作者 张牧昊 祝文 何清澈 许汪涛 孙皖 马在勇 丁书华 李仲春 潘良明 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1499-1505,共7页

研究两相流相间阻力特性对系统程序关键本构模型封闭具有重要意义。本文基于竖直圆管开展了空气-水两相流实验,采用四探头电导探针对空泡份额、气泡弦长和界面面积浓度等气泡参数的径向分布进行了测量。结果表明空泡份额和气泡弦长呈现... 研究两相流相间阻力特性对系统程序关键本构模型封闭具有重要意义。本文基于竖直圆管开展了空气-水两相流实验,采用四探头电导探针对空泡份额、气泡弦长和界面面积浓度等气泡参数的径向分布进行了测量。结果表明空泡份额和气泡弦长呈现“核峰型”分布,而界面面积浓度并没有表现出随流速的单调关系。进一步开发了泡状流和弹状流的相间曳力模型,考虑了液相表观流速与管径对气泡尺寸分布的影响,建立了临界韦伯数与不同液相流速的关系。计算得到的空泡份额和界面面积浓度与实验数据整体符合较好,验证了模型的可靠性,为两相流相间阻力特性研究提供参考意义。 展开更多

关键词 两相流 竖直圆管 相间曳力 空泡份额 界面面积浓度

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接触模式对球床堆有效导热系数影响的数值分析 被引量：5

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作者 步珊珊 陈波 +3 位作者 田兴 孙皖 马在勇 张卢腾 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期67-71,共5页

为了分析相邻颗粒的接触模式对有效导热系数的影响,数值分析了 3种不同的接触模式下有序堆积球床堆的有效导热系数。首先采用间隙模型分析了不考虑接触导热下的球床堆有效导热系数,然后采用面接触和短圆柱模型分析了考虑接触导热下的球... 为了分析相邻颗粒的接触模式对有效导热系数的影响,数值分析了 3种不同的接触模式下有序堆积球床堆的有效导热系数。首先采用间隙模型分析了不考虑接触导热下的球床堆有效导热系数,然后采用面接触和短圆柱模型分析了考虑接触导热下的球床堆有效导热系数,最后分析了不同温度下接触模式对球床堆有效导热系数的影响。计算结果表明,在不考虑接触导热时,间隙模型下的球床堆计算结果与ZS关联式吻合很好。当考虑接触导热时,由于受网格质量限制,面接触计算模型的接触半径较大,因此计算的球床堆有效导热系数与ZSK关联式的结果相比误差较大;采用短圆柱接触模式计算发现,接触半径越小,计算得到的结果与ZSK关联式的结果吻合越好,因此在网格生成质量允许的情况下,推荐使用较小接触半径的短圆柱接触计算模型。同时发现随着温度的升高,接触模式对球床堆有效导热系数的影响减弱。 展开更多

关键词 球床堆 有效导热系数 接触导热 接触模式

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棒束弯曲对子通道内空气-水两相流动的影响研究

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作者 李潘潇 孙皖 +3 位作者 周文雄 马在勇 张卢腾 潘良明 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期768-775,共8页

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... 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。 展开更多

关键词 数值模拟 FLUENT VOF 两相流 棒弯曲

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基于CFD的竖直圆管内空气-水逆向流动界面行为研究

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作者 万洁 孙皖 +4 位作者 李想 朱隆祥 马在勇 张卢腾 潘良明 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1105-1112,共8页

为研究空气-水逆向流动局部特性,本文基于VOF(volume of fluid)模型对D=25 mm的圆管中气液逆向流动过程中界面波的演变开展了数值计算,分析了流动过程中界面波波形的变化,计算结果与实验中液膜厚度变化符合较好。对不同液相流速工况下... 为研究空气-水逆向流动局部特性,本文基于VOF(volume of fluid)模型对D=25 mm的圆管中气液逆向流动过程中界面波的演变开展了数值计算,分析了流动过程中界面波波形的变化,计算结果与实验中液膜厚度变化符合较好。对不同液相流速工况下的流场变化分析可得,流动过程中界面波前后产生的压差引入了削弱界面波稳定性的附加作用力,且界面波前后压力变化随液相流速的增大而增大;与此同时,气相流速越大,界面波波幅沿轴向发展越迅速,表明界面波的不稳定性随气相流速的增大而增大。由此可得,气相流速及液相流速的增大都会使界面波的稳定性降低,即更容易发生液泛。 展开更多

关键词 CFD 液泛 VOF 界面波 液膜厚度

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