核动力工程n c apw r i enulr eeg erg e o nni v l2...

《核动力工程n c apw r i enulr eeg erg e o nni v l2...》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第27卷第1期(增刊)核动力工程Vol.27.No.1(Sl)2006年2月NuclearPowerEngineeringFeb.2006文章编号:0258-0926(2006)01(Sl)-0077-06多孔介质中流动换热特性的研究进展闰晓，肖泽军，黄彦平，王飞(中国核动力研究设计院空泡物理和自然循环国家级重点实验室，成都，610041)摘要:多孔介质中的流动与传热涉及许多工程应用，已经成为当前工程热物理学科最为活跃的前沿研究领域之一。本文综述了国内外在多孔介质流动与传热研究领域的现状，总结了多孔介质中流型转变的判别标准、阻力预测模型、多孔结构强

2、化传热机理以及考虑固定相与流动相存在热交换时的局部非热平衡理论，提出了以我国反应堆热工水力为工程背景的多孔介质流动换热基础研究新方向。关键词:多孔介质;流动;传热中图分类号:TK124;TK224;0359.2文献标示码:A1引言景的多孔介质流动换热基础研究新方向。多孔介质中的流动和传热现象具有很广阔的工程应用背景，涉及了包括核反应堆的冷却与绝2多孔介质中的流型热等许多工业领域cu一71。多孔介质中流动与传热部分研究者利用电化学微孔探针对多孔介质的研究是当前国内外工程热物理学科中活跃的前中的单相流动进行了可视化研究。探针测量到的沿研究领域之一[81

3、0电流强度是局部的剪切力函数，因此可以得到流多孔介质中固定相形成的孔隙具有弯曲性、动的有关信息。不同的研究结果如表1所示[[9.1010无定向性和随机性的特点，弥散效应使得多孔结少数研究者采用热线风速仪、微孔探针以及构中的流动过程极其复杂，流体质点在多孔介质激光测速仪等局部测量手段对多孔介质中的单相中不停地发生混合和分离，流速的大小和方向也湍流进行了研究1101。由于研究者较少，实验工况在不断地改变，流动阻力大幅度增加，从层流到覆盖的雷诺数范围较小，同时，多孔介质的几何紊流的流态转变也大大提前。多孔介质的各相之特性对于流动形式也有重要影响，因此，目

4、前对间或各相内部存在温度(压力)差时，就会有流动于多孔介质中湍流的判别标准并没有统一的认或传热传质过程发生。多孔结构中的传热过程是识，前人对于高雷诺数下多孔介质中的湍流研究由固定相内部和孔隙中流体内部的导热、对流换结果如表2所示。热和辐射换热等组成的祸合传热过程。如果多孔在很低的雷诺数下，压降与流动速度成线性结构中流体存在相变，那么，传热过程将更为复关系，即满足Darcy定律。Scheidegger(1960)ff究杂。在揭示各相物质内部及相互间的质量、动量发现，随着流动速度的增加，压降与速度的二次和能量传递规律方面，前人普遍采用了理论分析、方项有

5、关，并随着雷诺数的增加，逐渐成为造成数值模拟、实验研究等各种研究手段。由于多孔压降的主要项。Colquhoun-Lee和Stepaneck(1974)介质中流动与传热的机理尚不完善，在今后相当研究认为，在雷诺数高于某临界值时，多孔介质长的时间内，这一研究方向仍然是工程热物理领中的流动实际上包括层流和湍流。因此，流动的域的热点问题之一。研究需要从局部的微观人手。总体看来，前人关本文就国内外多孔介质流动与传热研究领域于湍流工况下多孔介质中流动的研究尚不完善，的现状，提出了以我国反应堆热工水力为工程背公开文献也相对较少，特别对于不规则多孔介质收稿日期:2

6、005-11-01;修回日期:2006-01-14基金项目:国家自然科学基金((No.50476049)的资助。核动力工程Vol.27.No.1(S1).2006表1填充床中湍流起始雷诺数TabletotheOnsetofFluctuationsinPackedBeds研究者ReynoldsNumbersCorresondin探针测量位置湍动开始值，Rep=,JollsandHanratty,1966球形颗粒堆积，d=2.54cm多孔结构中心110~150Wegner,1971球形颗粒堆积，ct=7.5cm多孔结构中心90~120DybbsandE

7、dwards,1983圆柱体排列多孔结构中心300(Re/￡)Latifi,1989球形颗粒堆积，d=0.5cm壁面110Rode.1994球形颗粒堆积，d=0.5cm壁面110~150Seguin,1998球形颗粒堆积或圆柱体排列壁面180表2高雷诺数下不同多孔介质中的结果Table2ResultsObtainedinDifferentPorousMediaatHighReynoldsNumber多孔介质模型测点布置湍流工况对应雷诺数判别标准中心Mickley,1965球形颗粒，d=3.81mmRe.科000,7000速度出现脉动中心Jolls,

8、1966球形颗粒，d=2.54cm中Rep=。=300流线可视化观察心Vander,1971球形颗粒，d=7cm壁Rep=