汽泡遷移對大長徑比管束表面沸騰換熱影響的實驗研究.pdf

1、核態(tài)沸騰有溫差小、傳熱強的特點，廣泛應(yīng)用在能源、動力、化工等領(lǐng)域。核電站一回路穩(wěn)壓器是維持回路壓力的關(guān)鍵設(shè)備，其內(nèi)部的電加熱元件采用豎直倒插放置，需要長期在高壓工況下運行，沿管程高度方向的沸騰流型有較大變化。掌握大長徑比豎直加熱管核態(tài)沸騰現(xiàn)象的規(guī)律并對換熱特性做出預(yù)測，不僅能為核電站一回路穩(wěn)壓器電加熱元件的設(shè)計與操作提供理論參考，避免各類安全事故發(fā)生，還可進一步闡釋汽泡行為和沸騰流型對傳熱性能的影響機理。
　　本文針對AP1000

2、核電站一回路穩(wěn)壓器電加熱元件開展了可視化實驗研究，對大長徑比豎直加熱管沿管程高度的換熱特性、沸騰流型及壁面核化規(guī)律進行了定量研究與分析。全部研究內(nèi)容主要分為三部分。第一部分:建立了沸騰換熱特性可視化實驗系統(tǒng)，以單根電加熱元件和不同方式布置下電加熱元件管束為研究對象，通過實驗研究分析了熱流密度及管心距對沸騰換熱特性的影響;第二部分:通過高速攝影研究了不同工況及布置方式下近壁面的汽泡的滑移、漲縮和聚并等行為及沸騰流型發(fā)展規(guī)律;第三部分:通過

3、量化統(tǒng)計汽泡核心密度、汽泡脫離直徑與汽泡脫離頻率等核化特性參數(shù)，研究了不同工況下加熱壁面的壁面核化規(guī)律。
　　由可視化實驗及高速攝影圖像分析所得結(jié)果表明，同等工況下，大長徑比管外核態(tài)沸騰流型沿管程高度方向有較大區(qū)別，換熱性能與沸騰流型存在一定對應(yīng)關(guān)系，沸騰流型為孤立汽泡時，基本可看作純液相對流換熱，換熱系數(shù)較低，沸騰流型為汽塊汽柱時，呈現(xiàn)出劇烈的兩相流現(xiàn)象，換熱系數(shù)較高，彌散流形態(tài)下，換熱系數(shù)處于二者之間。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)擬合得到局部