不同相水介質中細顆粒運動特性研究.pdf

1、水在電站中廣泛應用，在電站中被廣泛用作冷卻劑、慢化劑或者潤滑材料。在電站的運行過程中，會產生大量的顆粒狀產物，例如輻射產物、煙塵，對電站及環(huán)境造成巨大危害。掌握顆粒在不同相態(tài)水中的運動沉積規(guī)律，及如何減輕其危害是人們普遍關注的問題。利用Fluent軟件模擬，并編制程序WATER1.0進行計算，得到不同粒徑（0.01μm～50μm）顆粒在不同相水介質（水蒸氣、液態(tài)水、超臨界水及濕空氣）中的運動沉積規(guī)律。
　　針對矩形窄通道，研究顆粒

2、在不同相水介質中（液態(tài)水、氣態(tài)水、超臨界水）的運動沉積。顆粒不同相水介質中的運動沉積分布規(guī)律類似。軸向速度呈現倒“U”型分布，與流體的軸向速度分布類似。徑向速度與濃度分布近似呈現“M”型分布，主要受到顆粒擴散、熱泳力、湍流作用及二次流等影響。顆粒在水蒸氣中的軸向速度、徑向速度最大;而在超臨界水中的軸向速度、徑向速度最小。矩形通道中存在特有的二次流現象，會對其中的顆粒運動沉積造成影響，引起顆粒二次流。在管道內，次臨界蒸汽凝結形成的液膜、超

3、臨界水冷卻形成的大密度膜會阻礙顆粒向管壁沉積。
　　針對矩形窄通道，研究不同粒徑顆粒在水介質中的運動沉積。在不同相水介質中，不同粒徑顆粒在矩形窄通道內的運動沉積規(guī)律分布類似，其無量綱沉積速度都是呈現“V”型分布。這是因為小粒徑(0.01μm～1μm)顆粒主要受到湍流擴散作用;中等粒徑（1μm～5μm）顆粒主要受到湍流擴散與漩渦沖擊機制;大粒徑顆粒（5μm～50μm）主要受到粒子慣性機制。在存在溫度梯度的情況下，小粒徑顆粒的無量綱沉

4、積速度增大;而大粒徑顆粒的無量綱沉積速度幾乎不變。
　　針對超臨界水堆冷卻劑通道，研究腐蝕產物在冷卻劑通道內的運動沉積，并分析了入口溫度和燃料組件功率對腐蝕產物運動沉積的影響。增加入口溫度及提高燃料組件功率，可以提高腐蝕產物的軸向速度，降低腐蝕產物在冷卻劑通道內的運動時間，減少腐蝕產物的沉積。
　　最后從水分子間距角度、流體物性變化角度、流場分布角度及顆粒在不同相水介質的受力角度，分析顆粒在不同相水介質中的運動沉積機理。分析