豎直光管管外含空氣蒸汽冷凝特性研究.pdf

1、為保證安全殼在LOCA、MSLB等極限事故工況下的完整性,新一代核反應(yīng)堆廣泛采用了非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)。對(duì)于基于雙層混凝土安全殼的非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng),位于安全殼內(nèi)的冷凝器是其最關(guān)鍵的設(shè)備之一,其傳熱能力決定著非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)的性能。在蒸汽冷凝過程中,安全殼內(nèi)大量不凝性氣體的存在會(huì)導(dǎo)致傳熱嚴(yán)重惡化,所以必須對(duì)含不凝性氣體的蒸汽冷凝傳熱問題開展相關(guān)的研究工作。
　　本文對(duì)豎直光管管外含空氣蒸汽冷凝的傳熱特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模

2、擬研究,實(shí)驗(yàn)研究分析了混合氣體壓力、壁面過冷度、空氣含量對(duì)蒸汽在豎直管管外冷凝傳熱性能的影響規(guī)律,給出了含空氣蒸汽的冷凝傳熱過程中的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式。試驗(yàn)結(jié)果表明,僅考慮單一因素對(duì)冷凝的影響時(shí),管外冷凝傳熱系數(shù)隨混合氣體壓力的升高而增大;隨空氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高,管外冷凝傳熱系數(shù)成指數(shù)的規(guī)律遞減;管外冷凝傳熱系數(shù)與壁面過冷度的0.6次方成反比關(guān)系。本文得到的管外冷凝傳熱系數(shù)經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式與實(shí)驗(yàn)值的最大偏差在±10％以內(nèi),與現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式相比,該關(guān)聯(lián)

3、式具有更廣的適用范圍。
　　利用計(jì)算流體力學(xué)(CFD)軟件通過UDF編程在控制方程中加載源項(xiàng)的方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)含空氣蒸汽冷凝的數(shù)值模擬研究。通過將3個(gè)壓力工況下的9組數(shù)值計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)值對(duì)比,得到冷凝傳熱系數(shù)的最大相對(duì)誤差為28.59%,平均溫度的最大誤差為3.75℃,平均壓力及空氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)的相對(duì)誤差都在1%以內(nèi),說明本文的模擬方法具有一定的精度。數(shù)值模擬結(jié)果表明,在本文實(shí)驗(yàn)條件下,潛熱換熱是冷凝傳熱的主導(dǎo)因素;潛熱換熱系數(shù)及顯熱換熱