自然循環(huán)系統(tǒng)中閃蒸現(xiàn)象的研究.pdf

1、閃蒸現(xiàn)象是影響低壓自然循環(huán)系統(tǒng)工作性能的重要物理現(xiàn)象。本文以具有長上升段的低壓自然循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的閃蒸現(xiàn)象為研究對象，以閃蒸起始點應滿足的條件和閃蒸后兩相軸向流動特性為研究重點，采用理論分析、實驗研究與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法開展了研究。本文的主要工作內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　1、本文分別基于熱力學平衡理論、動力學理論和化學勢理論對水的汽化過程進行了分析，研究了流動通道內(nèi)閃蒸現(xiàn)象發(fā)生需要滿足的條件，在此基礎上引入了熱力學不平衡效應的影響。結(jié)果

2、表明熱力學平衡理論和均勻核化理論的預測結(jié)果與實驗中觀察到的現(xiàn)象差別很大；根據(jù)閃蒸現(xiàn)象發(fā)生時的特點，引入熱力學不平衡效應的影響，發(fā)現(xiàn)化學勢差是除溫差外另一個推動相變發(fā)生的關鍵因素；基于熱力學非平衡理論，本文推導出閃蒸發(fā)生時對應的汽泡臨界半徑公式，并具體解釋了汽泡臨界半徑的含義。
　　2、利用低壓自然循環(huán)系統(tǒng)特性研究實驗臺，采用關鍵熱工參數(shù)測量和可視化研究相結(jié)合的方法，研究了閃蒸起始點條件及其影響因素。對已有的閃蒸起始點模型用于預測低

3、壓自然循環(huán)系統(tǒng)閃蒸起始點的可行性進行了分析。基于經(jīng)典核化理論，建立了低壓自然循環(huán)系統(tǒng)閃蒸起始點模型，并對模型預測結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)進行了比較分析，其相對誤差小于16％。
　　3、基于熱力學不平衡相間換熱理論，建立了閃蒸兩相軸向流動模型，并對閃蒸軸向流動特性進行了分析。模型中考慮了閃蒸起始點處兩相熱力學不平衡效應的影響，修正了熱力學平衡模擬方法無法考慮閃蒸起始點處需要滿足的條件等缺陷，為采用數(shù)值方法模擬低壓自然循環(huán)系統(tǒng)中的閃蒸現(xiàn)象提供了

4、一種研究方法。在此模型中，按流型分別計算相間傳熱，并綜合考慮了相間換熱和對流換熱的影響。本文也對模型預測結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)進行了比較，二者符合很好。
　　4、基于兩相熱力學平衡模型，本文也開發(fā)了相應的計算程序，并利用所開發(fā)的程序?qū)﹂W蒸后兩相流動特性進行了模擬計算。基于熱力學非平衡閃蒸流動模型和基于熱力學平衡閃蒸模型的計算結(jié)果，發(fā)現(xiàn)兩種模型條件下的結(jié)果有相同變化趨勢，相對于熱力學平衡閃蒸模型，熱力學非平衡閃蒸模型的計算結(jié)果更接近于實驗值