多相管流输运特性的数值计算研究

【摘要】随着社会工业化的发展,对能源的需要日益增加,而一次能源的不断消耗,使得环境受到严重危害,能源结构急需调整。新能源逐渐显现出其优势和重要性,而核能又是新能源中最环保、清洁、能量密度最高的能源。因此,核能在能源需求加剧的今天显得尤为重要。核能需要有效长远发展,安全运行是首要条件。核电系统循环回路管道中,常伴随着颗粒状腐蚀产物的产生,随着流体向前运动或沉积到设备发热部位,形成一定高度的床层,引发二次流的产生,对核电回路材料安全带来严重威胁。本文对带有三种不同床层(Bh=0,0.25,0.5)的圆管进行单相流和多相流数值模拟计算分析。对非圆截面的管流研究目前非常少见,本文的工作具有较高的创新性和应用参考价值。研究发现,床层的形成使得管道几何边界发生突变,产生较大的壁面切应力,增加雷诺应力梯度,从而形成了二次流,并明显增加流体速度和雷诺应力,影响流体流动特性和物理特性,从而影响传热。对多相流的分析发现,较小的颗粒易随着流体向前运动,而粒径大于100μm的颗粒较易沉积。颗粒的沉积形成床层,引发二次流,二次流将加剧颗粒在底部和管壁的作用,反复循环。这些都将加强流体和腐蚀产物对管壁的作用,对材料结构构成威胁,易引起材料减薄现象,甚至产生材料破裂事故,需要加强监测和防护,这对安全运行核电有着重要的意义。
【作者】吴洁洁；
【导师】姚军；
【作者基本信息】厦门大学，核科学与工程，2014，硕士
【关键词】管流；二次流；雷诺应力；颗粒；

【参考文献】
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