汽泡
- 倾斜棒束通道过冷沸腾传热模型研究
的机理模型,其中汽泡动力学和壁面热流分配模型在过冷沸腾热流密度计算中的应用受到广泛关注与研究。在采取壁面热流分配机理模型计算壁面热流密度时,汽泡脱离直径、浮升直径等参数对壁面热流密度计算具有很大的影响。Klausner等[1]和Zeng等[2]的汽泡力平衡模型是目前应用较多的求解汽泡相关参数的模型。在最近的研究中,Akand等[3-4]分别对竖直加热壁面和以IVR(implementation of in-vessel retentio)为背景的倾斜加热壁
原子能科学技术 2023年8期2023-08-29
- 基于高精度子通道程序的棒束临界热流密度机理模型
又分为均相部分和汽泡引起的附加部分:w′l=w′l,hom+w′l,inc(6)w′g=w′g,hom+w′g,inc(7)式中:w′l、w′g分别为液相、汽相搅混速率;w′l,hom、w′g,hom分别为液相、汽相均匀部分搅混速率;w′l,inc、w′g,inc分别为液相、汽相附加部分搅混速率。对于第二类间隙,考虑到1个棒与其周围4个子通道中第二类间隙的搅混类似于环管的径向搅混[19],因此第二类间隙处的湍流搅混速率采用基于Levy[20]提出的环管涡扩
原子能科学技术 2023年8期2023-08-29
- 水平管道过冷沸腾换热的非稳态数值计算
力和热流密度下的汽泡动力学特性;潘良明等[12]建立了过冷流动沸腾凝结模型,以分析汽泡凝结过程的流场特性;葛苏槿[13]从含气率、物理场、汽泡行为等方面对一倾斜管道内过冷沸腾换热特性进行了数值研究;Lee等[14-17]针对垂直管道内FC-72的过冷沸腾进行了大量研究,首先研究了上升流中的高过冷度核态沸腾,总结了换热系数沿轴向的变化规律,提出了一种适用于VOF模型的剪切力计算方法,并研究了高过冷度沸腾在CHF点前后的流动传热特性以及微重力条件下的低过冷度沸
哈尔滨工业大学学报 2023年6期2023-06-13
- LBE下降流场中传热管微裂纹处蒸汽泡动力学数值模拟研究
注入一次侧蒸汽的汽泡形成和脱离的过程，这部分汽泡可能会形成包裹在传热管表面的汽膜，或以汽块的形式堆积在管束区域，给蒸汽发生器换热效率和运行稳定性带来不利影响。当前关于铅基快堆SGTR事故的研究工作主要针对传热管出现较大破口、二次侧冷却剂以较高流量注入一次侧的工况，通过实验或数值模拟研究水与高温液态LBE直接相互作用过程［16−17］，以及其对一回路造成的压力脉冲［18］和温度瞬变［19］影响。此外，针对进入一次侧的水在汽化为蒸汽后的迁移问题，通过数值模拟分
核技术 2022年12期2022-12-22
- 流动沸腾汽泡脱离频率预测模型分析
，目前大量研究从汽泡核化、生长、脱离这一过程出发，将换热机理分为蒸发换热、瞬态导热和对流换热，如常用的RPI模型[1]。可见，沸腾换热与汽泡行为息息相关，研究汽泡动力学对提高换热计算的准确度具有重要意义。汽泡脱离频率f通常指汽泡脱离壁面的速率，是汽泡生长时间和等待时间之和的倒数，该值直接影响汽泡蒸发带走的热量。Colgan等[2]对汽泡在不同压力下的脱离频率进行了实验研究，认为脱离频率与压力呈负相关，而部分预测模型存在低估低压下脱离频率的问题；Brooks
原子能科学技术 2022年12期2022-12-16
- 基于汽泡动力学特性的窄矩形通道内的CHF机理模型
分离模型［6］、汽泡壅塞模型［7］、微液层蒸干模型［8］、界面抬升模型［9］等。在这些模型中，汽泡壅塞模型和微液层蒸干模型得到了多数学者的认可［10-11］。汽泡壅塞模型认为，当空泡份额超过了临界空泡份额，阻止液体继续润湿壁面时，会导致CHF发生；微液层蒸干模型认为，汽泡弹与加热面之间存在微液层，当微液层中的蒸发速率大于液体润湿壁面的速率时CHF发生。为了深入探究CHF发生机理，最近有大量学者将CHF机理与核态沸腾联系起来，认为CHF是核态沸腾的上限，例如
核技术 2022年10期2022-11-19
- 基于CFD方法的矩形窄缝通道内过冷流动沸腾模型研究
发生过冷沸腾时，汽泡运动行为将受到高度方向上更陡峭的速度分布的影响而发生改变。在加热壁面上的汽泡行为中，汽泡滑移现象受到很多学者的关注。Thorncroft和Klausner[1]对竖直通道中冷却剂FC-87的沸腾换热系数进行了测量，结果表明，向上流动沸腾的换热系数显著高于向下流动工况，分析认为向上流动时壁面附近汽泡的滑移运动增强了换热。Li等[2]进行了运行压力0.1 MPa、高2 mm的窄矩形通道内竖直向上的流动沸腾实验，同样观察到了频繁的汽泡滑移。Y
原子能科学技术 2022年10期2022-10-29
- 竖直向下浸没式蒸汽直接接触冷凝流型研究
验，研究了压力对汽泡冷凝的影响，并根据实验数据绘制了喘振冷凝流型图。Aya等[6-9]测量了蒸汽冷凝引起的排放管的压力和流体振荡，并以排放管内不同的压力振荡划分了冷凝流型图。Cho等[10]通过声学、视觉观察和动态压力行为，绘制了冷凝流型图。都宇等[11]开展了蒸汽直接接触冷凝实验，对各典型的流型特征进行了归纳总结，认为影响流型形成和转变的主要因素是蒸汽质量流速、水过冷度和蒸汽雷诺数。目前对冷凝流型的研究主要集中在高蒸汽质量流速条件，而对于低蒸汽质量流速条
原子能科学技术 2022年8期2022-09-06
- 竖直向上蒸汽射流汽泡凝结形态实验研究
界面的快速演变和汽泡的突然湮灭，会产生强烈压力振荡。在此过程中的汽液两相之间的能质交换均是通过相界面进行传递，因此汽液相界面形态特征是建立蒸汽凝结物理模型的重要基础。在高质量流率蒸汽直接接触凝结过程中，喷嘴出口的蒸汽会形成一个封闭的蒸汽腔体，这个腔体被称为汽羽。高质量流率蒸汽凝结具有高雷诺数、大密度差和强相变换热等特征，在过冷水的卷吸作用下，在汽液相界面周围会形成一层具有大量汽泡和水混合的汽液两相区，并且在汽羽尾部会形成热水层紊流区。在Chun[7]和Ch
热力发电 2022年7期2022-07-29
- 连通微通道内过冷流动沸腾传热强化机理分析
相流动，初始孤立汽泡在连通区域生成，流体流动分为三个阶段：周期性充液、分层流动和蒸汽交替流动。Megahed在实验中也发现汽泡在连通区域成核并迅速生长，连通结构增加了成核位点，使微通道表面温度分布更均匀。连通结构也可改变液膜分布，从而达到强化换热的效果。汤宇轩等采用间断的方式将波纹微通道连通，该连通微通道在核态沸腾区促进了汽泡核化，同时在对流沸腾区及时地为液膜蒸发供液，使液膜处于连续发展阶段，增强了微通道的换热性能。党超等提出具有内部连通区域的微通道结构，
化工进展 2022年6期2022-06-24
- 流动沸腾汽泡脱离直径尺寸分布研究
分。蒸发换热是指汽泡从生长到脱离带走的热量，瞬态导热是指汽泡脱离壁面后较冷的液体填充汽泡原来的位置重新形成过热液层带走的热量，而对流换热则是指由于液体流动所造成的换热[2]。可见，沸腾换热与汽泡行为息息相关，研究汽泡动力学参数对计算换热具有重要的意义。脱离表示汽泡在核化点生长到一定大小离开核化点的行为，汽泡脱离直径即指汽泡离开壁面核化点时的直径，该值的大小将直接影响汽泡蒸发带走的热量[3]。目前，研究汽泡脱离直径的方法主要有3种，即力平衡法、能量平衡法和经
原子能科学技术 2021年11期2021-11-11
- 探讨离心泵的汽蚀危害及其预防措施
泵在运转中的液体汽泡从产生到破裂的全过程，一般情况下，汽泡从产生到消失的时间非常短，且这一过程的动态较为复杂。当离心泵中的液体发生流动时，其中流道内的每个点的压强是不相同的。液体流动的静压力降低就会产生一定的汽化，因为就一般情况下的流体物理学来说，虽然和外界没有能量交换，外界的热量也没有传达到液体中，但是由于液体快速流动所产生的低压低于汽化的压力，就会使得质点产生汽化，这种汽化的表现形式就是在离心泵的液体中产生很多的汽泡，同时这些汽泡中有很多充斥着液体的蒸
科海故事博览 2021年13期2021-09-02
- 液态金属软表面池沸腾传热的实验研究*
金属软表面增加了汽泡核化穴数量, 减小了汽泡尺寸, 提高了汽泡脱离频率.观察到软表面弹性毛细波和汽泡射流现象.弹性毛细波增强了壁面热边界层热质传递.发现汽泡脱离过程中, 汽泡尾部在液态金属薄层内形成残余核化穴, 残余核化穴快速长大, 与上升的大汽泡聚合, 形成汽泡射流现象.弹性毛细波及汽泡射流解释了液态金属软表面强化池沸腾传热的机理.1 引 言池沸腾广泛用于许多热能耗散系统的冷却, 如大功率电子设备、热交换器和核反应堆等.池沸腾是一种伴随着汽液相变的高效能
物理学报 2021年13期2021-08-04
- 超声场下微细通道内R141b流动沸腾压降特性研究
时，从壁面脱离的汽泡增加，凝缩的汽泡数量减少，通道内的流型可能发生变化，故而压力曲线发生转折，热流密度越大，流型转换的位置更靠近入口。图6b中3条曲线也存在明显转折，计算得59.32、88.98、118.64 kg/(m2·s)3种质量流率下单相段长度分别为78.1、117.2、156.3 mm，说明质量流率增大使得单相段长度增大，两相段长度减小，两相段内流型的转换也推迟。不同工况下单相段及两相段长度如图7所示。在有无超声条件下在微细通道中开展流动沸腾实验
农业机械学报 2021年6期2021-06-29
- 蒸汽直接接触间歇凝结界面行为及压力振荡研究进展
会发生管道出口处汽泡破裂和周围过冷水周期性吸入并排出蒸汽管道的现象，这是导致间歇凝结与其他凝结流型相比具有最不稳定汽液界面的主要原因。间歇凝结汽液界面的瞬态波动，一方面会导致流动湍流程度增加进而强化热质交换，另一方面则会诱发系统压力的瞬时剧烈振荡，从而给相关设备和管道的安全运行带来不利影响[13-15]。鉴于前述原因，诸多学者对不同汽水热工参数和蒸汽管道直径条件下的间歇凝结进行了研究，如表1所示。本文中以大量学者对间歇凝结的研究为基础，对间歇凝结汽液界面演
河北水利电力学院学报 2021年2期2021-06-23
- 加热面尺寸对饱和池沸腾换热性能的影响
，常用换热系数、汽泡的脱离直径、脱离频率、汽化核心密度等参数及各阶段沸腾曲线的特征来描述沸腾换热性能[5-8]。相关研究表明，影响池沸腾换热的沸腾曲线、气泡行为和换热系数的因素有换热面结构、换热工质性质、实验环境[9-12]、换热面尺寸等，其中换热面尺寸是重要因素之一。国内外众多学者对不同尺寸加热面的池沸腾换热性能进行了许多研究。BAKHRU等和ZHANG等通过实验和数值模拟方法研究了加热面尺寸对池沸腾换热曲线的影响[13-14]。SUJITH和RAINE
西安科技大学学报 2021年3期2021-06-17
- 离心泵空化余量分析研究
不稳定。混合相及汽泡相连续方程可由下列方程表示［6］。混合相连续性方程：式中 ρ——水的密度；汽泡相连续性方程：式中 f——汽泡相质量组分。汽泡相和液体相动量方程求和得到混合相的动量方程［6］：1.3.2 空化流动模型离心泵在运行过程中，空化发生在局部低压区也就是速度较高的区域，在这一区域汽泡相和水相滑移作用相对很小。本文空化流动计算采用均相流模型，即汽液两相具有相同的压力场和速度场，两相间无速度滑移，汽泡的湍流扩散相当于水流的湍流扩散，把汽泡相和水相统一
流体机械 2021年1期2021-02-23
- 汽泡活化核心密度预测模型分析
84)沸腾换热与汽泡行为息息相关，完整的换热过程通常包括汽泡的核化、生长、脱离和浮升[1]。活化核心密度表示单位面积内汽泡核化的数量，直接影响汽泡蒸发带走的热量，因此具有较大的研究意义。影响活化核心密度Na的因素很多。文献[2]主要考虑了壁面过热度、压力和接触角的影响，通过理论分析提出了一套预测模型；Basu等[3]认为接触角和壁面过热度的影响最大，因此以过热度15 ℃为界，提出一套预测模型；Ren等[4]和Ai等[5]分别对过冷流动沸腾下的汽泡行为开展了
哈尔滨工程大学学报 2021年12期2021-02-10
- 超声波对微细通道内纳米制冷剂流动沸腾传热影响
结果表明超声波在汽泡中的传播较弱。对于质量分数为0.2%的纳米制冷剂，进出口超声作用下超声强化因子最大为1.46。该研究结果可为通过施加超声波提高微细通道换热性能提供新思路。超声波；流动沸腾；微细通道；纳米粒子；传热0 引 言在农业工程中，农业机械的散热问题近年来被广泛关注。微细通道具有尺寸小和换热效率高等特点，故而在太阳能电池的散热、农产品的干燥系统、LED光源系统的冷却等方面有着重要的前景[1-3]。Bogojevic等[4]通过试验对比了细通道和常规
农业工程学报 2020年19期2020-12-25
- 球形燃料孔隙内汽泡生长与脱离
沸腾核化过程——汽泡的生长、脱离及运动等问题是对球床核反应堆进行研究的基础，同时燃料间隙内的沸腾对核反应堆的运行效率、运行安全等都有很大的影响。对于加热面上的汽泡生长，主要有两种观点，一种观点认为汽泡生长是汽泡周围所有界面蒸发的结果，蒸发所需的热量由汽泡周围的过热流体层提供。进一步研究表明，供给汽泡长大的热量不仅来自过热液体层(壁面间接供热)，而且来自与汽泡根部直接接触的加热壁面(壁面直接供热)[1]。另外一种比较普遍的观点认为在汽泡底部形成一层微液膜，液
核科学与工程 2020年5期2020-11-30
- 加热面朝下的池沸腾汽泡动态行为研究
对加热表面朝下的汽泡动态行为及其对CHF影响的机理缺乏深入的研究。实验研究发现，加热面朝下的沸腾换热的CHF随着倾角的增大而增大[4-7]，同时Yang等[8]和Howard等[9]发现CHF随着倾角的减小存在“转折角效应”，即当倾角小于某一值时，CHF会迅速下降。汽泡在加热表面朝下的停留时间与沸腾危机的触发机理具有直接关系。钟达文等[7]通过可视化发现朝下沟槽结构表面高热通量时在不同倾角下的汽泡运动形态可分为蒸汽膜结构和波浪蒸汽层结构，两种汽泡结构有不同
原子能科学技术 2020年10期2020-10-24
- 全氟烷基表面活性剂强化池沸腾换热
，从而影响了沸腾汽泡行为，强化沸腾传热过程。因此，通过可视化手段观察汽泡行为的变化是分析研究池沸腾过程的最直接方法。Najim等[12]使用尼古丁作为表面活性剂进行实验，并进行了可视化观察。发现溶液浓度达到2500mg/L（1mg/L=0.0001‰）时可将溶液表面张力减小一半左右。表面张力的减小使产生汽泡所需的能量减少，进而增加了汽化核心密度，使得生成更多更小的汽泡，实验结果同样也表明，表面活性剂的添加对溶液的池沸腾换热有明显的强化效果。Wang等[13
化工进展 2020年8期2020-08-17
- Ω型凹槽微通道内的汽泡行为及流动沸腾特性
微通道可有效增大汽泡成核密度，降低起始沸腾时的壁面过热度，提高沸腾换热系数.DENG D.X.等[6]试验研究Ω型凹槽微通道内的流动沸腾特性，发现Ω型凹槽微通道不但可以增大沸腾换热系数，而且可以降低汽液两相流的流动阻力，缓解两相流动的不稳定性.KUO C.J.等[7]研究Ω型凹槽微通道内的流动沸腾时发现，Ω型凹槽微通道不仅能够显著促进汽泡成核，而且汽泡生长具有较好的重复性、均匀性，可以提高临界热流密度.在平直微通道中发生的流动沸腾，往往由于拉长汽泡的快速膨
江苏大学学报（自然科学版） 2020年4期2020-08-08
- 春天家里也要焕然一新～
。 亲亲海龟睹喱汽泡弹HKD80 为支持零包装，唤起人们的环保意识，LUSH的这款小海龟汽泡弹同样不采用任何包装。丝柏和檀香的气息可以起到唤醒精神的作用，海藻成分则可以起到令肌肤变得柔软的作用。 女神汽泡弹HKD85 有哪个女孩子能拒绝醉人的茉莉花香味呢？除了美妙的淡紫色浴水，哥伦比亚可可脂和乳木果脂融化在奶白色的浴水中，再配合摩洛哥坚果油的软肤功效，为你带来三重滋润的感受，泡澡也要做个精致girl～ 璀璨星河汽泡弹HKD70 想知道在太空中沐浴是什么感觉
ViVi美眉 2019年5期2019-09-10
- 循环水泵维修经验
就会因汽化而产生汽泡。汽泡主要由蒸汽组成，因水中溶解有一定量气体，所以汽泡中除了蒸汽以外，还夹带少量气体。当汽泡随水流流到高压区时，高压液体将使汽泡急剧缩小并直至凝结成水，汽泡逐渐变形而最终破裂。当汽泡破裂时，细水滴以高速填充汽泡空穴而发生互相撞击从而形成强烈的水击作用，使过流区域的材料受到腐蚀破坏。由此可知，汽蚀过程包括汽泡形成、汽泡生长、汽泡破裂，从而导致水泵叶轮及泵体发生腐蚀和汽蚀。1.3 根本原因1.3.1 设备原因分析（1）循泵本身为卧式结构设计
设备管理与维修 2019年21期2019-02-19
- 不同孔密度泡沫铜在不同压力下沸腾换热试验研究
了泡沫铜孔密度对汽泡生长过程的影响，发现90PPi泡沫铜在较低的过热度下就发生了汽泡合并,在较高过热度下,低孔密度泡沫铜的沸腾换热性能优于高孔密度泡沫铜．随后分别以光滑表面、微槽道表面和多孔涂层表面为蒸发壁面进行沸腾换热实验研究[7-8],实验结果表明:微槽道表面和多孔涂层表面的沸腾换热性能均优于光滑表面,在低过热度下多孔涂层表面的沸腾换热性能优于微槽道表面,在高过热度下微槽道表面的沸腾换热性能优于多孔涂层表面．并且三维多孔涂层表面的临界热流密度为普通表面
江苏科技大学学报(自然科学版) 2018年5期2018-12-04
- 缸盖鼻梁区沸腾汽泡演化行为可视化试验研究
）缸盖鼻梁区沸腾汽泡演化行为可视化试验研究龚伟 （上海柴油机股份有限公司，上海200438）以某增压柴油机为研究对象，搭建了气缸盖鼻梁区内沸腾汽泡演化行为可视化试验平台，拍摄标定工况下鼻梁区域内汽泡成长、滑移、聚合等行为，开展了缸盖水腔内沸腾换热和汽泡演化行为特性的研究。研究结果表明，在成长开始阶段，汽泡成长平均直径的增长速度比较快，然后逐渐下降且有着稳定的趋势。在不同曲轴转角下，汽泡当量直径分布符合正态分布规律，且汽泡的聚合现象越多对整体汽泡行为的随机性
柴油机设计与制造 2017年3期2017-09-19
- 重力热管流动与传热特性的数值研究
心增多，单位时间汽泡生成率变大，而加热面上汽泡的生长和脱离对加热面附近的液体产生了强烈的扰动，使蒸发段的对流换热得到强化.当加热量超过一定值时，对流传热系数减小，壁面温度逐渐升高而达到了热管传热极限，传热性能恶化.如图3(b)所示，冷凝段对流传热系数随着加热功率的增大而增大.蒸发段蒸汽生成率的增大使得冷凝段液膜厚度不断增大，理论上会导致冷凝对流传热系数的减小，但是蒸汽速度的增加会在汽液交界面处形成界面波，界面波不仅增大了传热表面积，而且加剧了对冷凝段液膜的
动力工程学报 2017年7期2017-07-18
- 单面加热微细窄通道内过冷沸腾的传热特性
热流较高时,孤立汽泡的生长或互相融合可以形成拉长汽泡.在较高流速(300和400 kg/(m2·s))下,拉长汽泡在惯性力作用下迅速离开加热段；在低流速(200 kg/(m2·s))下,拉长汽泡向上游扩张,在整个加热段上引发短时薄液膜蒸发过程,并伴随局部干涸和重新润湿的现象,同时换热系数显著高于较高流速下.相对于竖直通道,水平通道内在较低热流下被大量汽泡占据,形成较早的干涸,压降和壁温均出现较大的波动.微细窄通道；过冷流动沸腾；竖直通道；水平通道；拉长汽泡
浙江大学学报（工学版） 2016年4期2016-12-19
- 微尺度流动沸腾不稳定性的控制策略
制方法包括加种子汽泡、注入空气、用纳米流体三类；被动控制方法包括做入口节流装置、人工核化穴、用拓展通道等。文中对每种方法的原理、技术手段及其性能与优缺点等进行深入细致的阐述、对比与讨论，并对其未来的发展趋势作了展望。论述内容对微通道相变换热系统的设计、控制及运行有重要指导意义。微通道；相变；不稳定性；主动式；被动式Ledinegg[1]于1938年提出两相流不稳定性概念以来，两相流不稳定性的问题引起研究者广泛的关注。1960年前后，能源工业迅速发展，人们对
安徽工业大学学报（自然科学版） 2016年4期2016-03-28
- VOF模型界面传质与体积传质的转换方法
尺寸的网格模拟了汽泡冷凝问题，并在汽泡生长方面对该转换方法加以简单应用，模拟结果与理论分析及实验结果符合良好，合理可行，可广泛应用到多相流中界面传热传质模拟的过程。VOF模型；界面；局部传质；理论推导；网格无关性；多相流过冷沸腾由于其换热效果强烈，能较好地满足核工业体积小、能量密度高的要求，受到越来越多研究者的关注；窄通道由于结构紧凑、换热性能好等特点，得到越来越多的重视。为了较好地研究强化换热特性，大量研究者对窄通道内的汽泡行为进行了研究，大部分是基于实
哈尔滨工程大学学报 2015年3期2015-06-15
- 离心式上充泵首级叶轮空化特性与试验研究
表明：初生空化时汽泡首先出现在叶片进口背面处，临界空化状态以后叶片工作面也开始出现汽泡；在发展空化到严重空化状态之间，空化和叶轮蜗壳动静干涉共同影响叶轮内的压力脉动规律；严重空化状态之后，空化成为主要影响因素，压力脉动变得相对稳定，叶轮进口和中部的压力脉动幅值明显减小，但叶轮出口处仍然保持较高幅值且比较规律的压力脉动。上充泵；首级叶轮；空化；压力脉动；数值模拟离心式上充泵是核电站一回路化学和容积控制系统的重要组成部分，也是难度仅次于主泵的核安全Ⅱ级设备[1
原子能科学技术 2015年10期2015-05-04
- 摇摆运动对过冷沸腾传热特性影响的机理分析
2 个方面：一是汽泡动力学效应；二是由汽泡引起的湍流扰动。两者的联合作用导致过冷沸腾传热强度远高于单相传热。近年来，研究人员又发现由窄矩形通道组成的换热元件具有结构紧凑、换热性能优越的特点，因此，其通过结合过冷沸腾与窄矩形通道强化换热的优点，设计出了多种适用于船舶领域的换热设备。已有研究表明，船用换热设备与陆用换热器在运行环境方面存在的差异主要在于船舶受摇摆运动的影响。因此，通过掌握船舶摇摆运动状态对换热设备热工水力特性的影响规律及影响程度，便可以达到提高
中国舰船研究 2015年1期2015-02-07
- 单汽泡沸腾过程数值模拟的研究
3-3890）单汽泡沸腾过程数值模拟的研究刘俊杰1，2，王国清1，张利军1，姚诗训2（1. 中国石化 北京化工研究院，北京 100013；2. 卡内基梅隆大学 机械系，美国 宾夕法尼亚州 匹兹堡，15213-3890）利用Comsol Multiphysics软件中的Level Set方法对单汽泡沸腾过程进行了模拟，建立了微细结构网格，给出了边界条件，求解了质量、动量、能量和Level Set方程，得到了正确的模拟结果。分析了单汽泡沸腾过程中相含率、压力场
石油化工 2015年11期2015-02-05
- EHD强化换热的机理分析研究
效应；另一个是对汽泡运动的效应。在电场中放入一个固体，产生的自由电荷为[4]:ρe、为单位体积中正负离子和电子电荷的总和。电场对强化传热的作用的实质，目前一般认为来源于电场力对流体的作用。因此，对EHD强化传热的机理进行探讨[4]，要从EHD强化传热的原动力着手。根据电磁学理论，电场中的流体所受的电场力:其中ρ为流体密度，ρe为流体所带的净电荷密度，E为电场强度，ε为介电常数。式中第一、二、三项分别为：(1)库仑力(哥伦布力)：施加于流体自由电荷的力(当电
制冷 2014年4期2014-08-28
- 窄矩形通道内汽泡聚合行为研究
过冷沸腾过程中的汽泡行为研究还较少。在已有的研究中，多是关注单个汽泡的行为特征，例如生命周期、生长曲线和脱离直径等，而对汽泡间相互作用的研究就更少。文献[3]对低热流密度孤立汽泡区域的滑移汽泡的聚合作用进行了可视化研究，指出滑移汽泡的聚合作用是一种积极的作用，有利于该区域附近换热的提高。文献[4]以戊烷和R-113为工质，人工造成3个核化点，研究了池式沸腾时的汽泡聚合现象。发现远离加热面的聚合对沸腾传热的影响很小；在壁面附近竖直汽泡的聚合可能会导致沸腾危机
原子能科学技术 2014年6期2014-08-08
- 窄矩形通道内过冷流动沸腾汽泡生长模型研究
件下的换热特性及汽泡动力学行为影响更加复杂。目前，国内外已有不少关于汽泡生长特征的可视化研究，但这些研究多集中在大尺寸或环形流道内以及人工核化点条件下的汽泡生长[1-4]，对窄矩形通道内过冷流动沸腾汽泡行为的研究也多为常压条件或实验工况参数范围较为有限[5-7]，汽泡在不同压力条件下的生长模型的研究较少。本文通过对不同压力条件下竖直窄矩形通道内的汽泡行为可视化拍摄，研究不同热工水力参数对汽泡生长模型特征的影响，这对深入研究过冷沸腾换热机理有积极意义。1 实
原子能科学技术 2014年12期2014-08-08
- 非能动余热排出换热器池沸腾换热性能研究
池沸腾实验证实了汽泡滑移行为对加热表面沸腾换热量的重要贡献。在低热流密度条件下，汽泡滑移距离较长，对换热具有较大影响；在高热流密度条件下，汽泡滑移距离变短，对换热贡献减弱。Gupta等[5]进行了一系列管束核态沸腾实验研究。结果显示，沿汽泡流动方向沸腾换热系数有增大的趋势；在相同条件下，上部管道的沸腾换热性能较底部管道的好。国内也有不少学者[6-8]对管束核态沸腾进行了详细研究。然而在应用中，尤其是针对大功率核反应堆余热排出换热器，一般都是由大量光管组成。
原子能科学技术 2014年12期2014-08-08
- 窄通道内的汽泡核化以及滑移汽泡的影响
150001)汽泡的核化是沸腾汽泡产生的根源，在持续热量输入的情况下，液体的温度会不断上升并超过饱和温度，随后发生相变而产生汽泡。汽泡核化密度及汽泡核化频率的确定对沸腾换热研究有重要意义，决定了通过相变所交换的热量以及ONB点(沸腾起始点)的位置。汽泡的核化也是两流体模型中界面参数中源项的重要组成部分，对界面输运方程的求解起着至关重要的作用[1]。为确定加热表面上的核化点密度及其分布情况，众多研究者对此展开了大量研究[2-5]。确定核化点密度的研究方法主
原子能科学技术 2014年5期2014-08-07
- 摇摆条件下矩形窄缝通道内汽泡脱离直径模型构建及分析
是对流传热，二是汽泡生长及脱离。因此，汽泡脱离直径是沸腾传热机理模型研究中的重要参数之一。目前，汽泡脱离直径预测模型的研究方法之一是对单个汽泡在生长过程中的受力进行分析，通过受力平衡进行求解[1-4]。但现有模型均是在静止条件下获得的，而在摇摆条件下，由于瞬变外力场的引入，汽泡受力过程变得更加复杂。实验结果表明，摇摆条件下汽泡生长和脱离过程均会受到影响，进而影响通道内的传热过程。因此，开展运动条件下汽泡受力分析，探析摇摆运动条件下汽泡脱离机理，对运动条件下
原子能科学技术 2014年5期2014-08-07
- 摇摆条件下矩形窄缝通道内汽泡脱离直径实验研究
传热机理模型中，汽泡脱离直径及预测模型作为非常重要的参数，得到越来越多学者的关注[2-3]。当矩形窄缝通道整体运行于海洋条件时，会存在典型摇摆运动，此时，由于非匀速运动产生的附加外力场的影响，通道内的沸腾传热特性会发生显著改变[4]，但摇摆运动下传热特性机理研究鲜有报道。因此，开展摇摆运动条件下汽泡脱离直径的研究，对揭示摇摆条件下沸腾传热机理有重要作用。目前国内外已有不少关于过冷沸腾汽泡脱离直径的研究，但大部分都是在静止条件下开展的，对摇摆运动影响的研究主
原子能科学技术 2014年4期2014-08-07
- 压水堆棒束定位格架两相搅混特性数值研究
度(CHF)，但汽泡流动的模拟结果表明CFD方法能有效支持燃料组件的设计。发生CHF之前，加热壁面附近存在含有较多汽泡的薄层(汽泡层)，有必要对其行为特性进行分析。为了预测CHF的发生机理，Tong等[7]提出了经典的汽泡壅塞(BC)模型，此模型适用于高流速、低含汽率的流动沸腾，在棒束中预测结果较好。该模型有以下假设。1) 在过冷和低含汽率沸腾中，近壁面汽泡层沿通道生长，直至湍流漩涡太小以至无法输运径向汽泡。发生CHF时，汽泡层的厚度达到最大。2) 当扁平
原子能科学技术 2014年9期2014-08-06
- 周期力场下窄通道内汽泡滑移实验研究
期力场下窄通道内汽泡滑移实验研究李少丹，谭思超，高璞珍，许 超，胡 健，郑 强（哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室，黑龙江哈尔滨150001）为了探索海洋条件下的沸腾换热机理，完善海洋条件下两相流动模型，采用高速摄影设备对摇摆状态周期力场下矩形窄通道内的汽泡滑移进行了实验研究。实验结果表明，在摇摆运动的影响下，汽泡的滑移速度发生了周期性波动，波动的周期与摇摆运动周期基本一致；摇摆运动所引起的附加惯性力以及系统流量的波动对汽泡滑移速度波动影响不
哈尔滨工程大学学报 2014年8期2014-06-24
- 农用水泵汽蚀故障诊断及排除
形成的大量水蒸汽汽泡，随未汽化的水流入叶轮内部高压区，汽泡在高压作用下在极短的时间内破裂，并重新凝结成水，汽泡周围的水迅速向破裂汽泡的中心集中而产生很大的冲击力。这种冲击力作用在农用水泵的壁上，就形成了对水泵的汽蚀。2.农用水泵汽蚀的危害农用水泵壁面在冲击力反复作用下，起初是出现麻点，继而变成蜂窝状。严重时壁面会在短期内被击空。在出现汽蚀的同时，一般还伴有汽泡破裂的噼啪轰鸣声和振动等。由于还有一部分没有破裂的汽泡随水流出水泵，导致泵的流量减小。3.农用水泵
山东农机化 2014年1期2014-04-05
- 流动沸腾条件下窄通道内的汽泡生长和冷凝
性特性，通道内的汽泡行为难以预测。通道内汽泡的生长和冷凝对换热系数以及阻力系数的确定具有重要的意义，决定了通道的换热和流动特性。此外由于空泡份额的大小会影响到核反应堆的功率水平，因此汽泡的生长和冷凝也关系到反应堆的安全性［2］。本文采用高速摄影装置对过冷沸腾窄通道内的汽泡生长和冷凝特性进行可视化实验，根据汽泡所表现出的不同特性进行分类研究，以进一步完善窄通道内的流动沸腾模型。1 实验装置本研究所采用的过冷流动沸腾实验装置如图1所示，实验回路主要由可视化实验
原子能科学技术 2014年1期2014-03-20
- 压水堆蒸汽发生器自由液面膜液滴产生情况估算
由于机械打碎以及汽泡破裂产生大量的小液滴，这些小液滴如果不能除去而被饱和蒸汽流夹带进入二回路，将会造成管道关闭件卡死以及汽轮机叶片的汽蚀，最终影响电厂运行以及机组寿命。因此，核电厂设计要求蒸汽发生器出口处湿度不能高于0.25%，针对蒸汽流中液滴夹带问题的研究成为汽水分离装置设计过程的核心环节［1］。由于此前蒸汽发生器中的实验研究与理论研究主要关注宏观层面，理论模型大量应用两流体与均相流模型，汽液整体考虑；实验研究以实验不同汽水分离器的分离效率为主进而进行结
原子能科学技术 2014年1期2014-03-20
- 蒸汽水下喷注噪声的试验研究
分割成许许多多的汽泡.由于汽液混合层内存在较大的温度梯度，所形成的汽泡会很快地塌缩破裂.在汽泡溃灭过程中，由于体积迅速变化，造成强烈的压力脉动，从而产生强烈的体积脉动噪声.此外，高速的蒸汽喷入水中与周围低速水发生湍流混合，使水的稳定状态受到破坏而发生很大的扰动，由此产生湍流噪声.对于脉动体积声源，仅与流体的脉动质量有关，因此将式（1）简化后可推得［11］式中，ρ0为周围液体的密度，kg／m3；r为汽泡中心至流场中任一点处的径向距离，m；R为汽泡半径，m.对
上海理工大学学报 2012年5期2012-10-10
- 水泵汽蚀的危害与防治
形成的大量水蒸气汽泡，随未汽化的水流入叶轮内部高压区，汽泡在高压作用下于极短的时间内破裂，并重新凝结成水，汽泡周围的水迅速向破裂汽泡的中心集中而产生很大的冲击力。这种冲击力作用在水泵的壁上，就形成了对水泵的汽蚀。二、水泵汽蚀的危害水泵在产生汽蚀的过程中，由于水流中含有汽泡破坏了水流的正常流动规律，改变了流道内的过流面积和流动方向，因而叶轮与水流之间能量交换的稳定性遭到破坏，能量损失增加，从而引起离心泵的流量、扬程和效率迅速下降，严重者可达到断流状态。这种工
山东农机化 2012年4期2012-08-15
- 添加表面活性剂的沸腾换热强化研究进展
换热的影响、单个汽泡行为、沸腾换热关联式等方面探讨得不够深入。作者从活性剂溶液沸腾换热特性及其影响因素、沸腾汽泡行为、沸腾换热关联式等角度全面综述活性剂溶液沸腾换热的国内外研究现状，并指出现有研究不足和进一步的研究工作。1 沸腾换热特性及其影响因素1.1 界面吸附对沸腾换热的影响活性剂在汽、液、固三相组成的汽液、固液和汽固界面的吸附会导致溶液表面张力和润湿性能的改变，从而影响溶液沸腾换热特性。加入活性剂后溶液表面张力的变化及其对沸腾换热的影响一直是重点研究
制冷学报 2012年6期2012-08-03
- 管束通道内沸腾两相流特性的研究
动的扰动，分割大汽泡，而且各子通道间流动相互干扰，增加了流动的复杂性；其次，二者的加热条件不同。圆管通道两相流体的沸腾属于管内流动，热量通过圆管管壁对管内流体进行加热。而对于管束通道两相流体的沸腾，两相流体在加热的管束外流动，热量通过管束壁面对管外流体加热。从而，管束通道中的两相流流型呈现出不同特性。图4是在本实验条件下，管束通道内汽液两相流动沸腾出现的主要流型：即泡状流、泡状－搅混流、搅混流（乳沫状流）和环状流，与Hewitt ＆Roberts［7］所得
核科学与工程 2012年3期2012-06-26
- 水下冲击波聚焦作用下空化效应的实验研究
波聚焦过程和空化汽泡的产生、发展及湮灭的整个过程进行了研究。对压力历程曲线和高速摄影所得结果进行对比分析得到空化现象产生的物理过程。实验结果表明：负压是空化现象发生的主要原因，空化汽泡的塌缩时间与汽泡半径存在线性关系，并且汽泡膨胀阶段持续的时间大于塌缩阶段持续的时间。冲击波聚焦；空化效应；空化汽泡；高速摄影；实验研究0 引 言空化是液体介质中普遍存在的一种自然现象。当声波或冲击波作用于液体介质时，液体介质中某点会经历周期性的压缩、膨胀过程。当处于膨胀相时，
实验流体力学 2012年5期2012-06-15
- 一种超小型汽泡铷原子频标
71）一种超小型汽泡铷原子频标高伟，睢建平，陈智勇，余钫，盛荣武（中国科学院武汉物理与数学研究所，武汉 430071）为满足对小型化铷原子频标的需求，设计了一种超小型汽泡铷原子频率标准。介绍了该超小型汽泡铷原子频标的设计。通过全新设计的小型光谱灯和集成腔泡系统，配合优化设计的电路部分，成功地将整机体积减小至140 cm3，重量仅为250 g，稳态功耗7 W。测试结果表明其短期稳定度优于1.5×10-11/（1 s≤τ≤100 s）。超小型；铷原子频标；热结
时间频率学报 2010年2期2010-01-03