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1、第38卷第5期原子能科学技术Vol.38,No.52004年9月AtomicEnergyScienceandTechnologySep.2004窄缝通道内支撑柱对传热性能的影响王小军,黄彦平,熊万玉,白雪松(中国核动力研究设计院空泡物理和自然循环重点实验室,四川成都 610041)摘要:将计算流体动力学方法应用于窄缝通道内支撑柱对传热性能的影响分析。用CFX程序数值模拟有和无支撑柱两种情况下窄缝通道内的冷却剂流动,通过比较相同热流密度工况下加热壁面出口附近相应峰值点温度来分析支撑柱对通道内冷却剂冷却能力的影
2、响。结果表明:支撑柱对该通道的临界热流密度的影响较小,可在实验中采用支撑柱以防止窄缝通道变形。关键词:窄缝通道;支撑柱;计算流体动力学;上升流;下降流;临界热流密度中图分类号:O359文献标识码:A文章编号:100026931(2004)0520436204EffectofShoresonThermalPerformanceinNarrowChannelWANGXiao2jun,HUANGYan2ping,XIONGWan2yu,BAIXue2song(NuclearPowerInstituteofChin
3、a,P.O.Box6222205,Chengdu610041,China)Abstract:Thecomputationalfluiddynamics(CFD)evaluationmethodwasappliedforanalyzingeffectofshoresonthermalperformanceinnarrowchannel.Therelatednumericalsimulationsofcoolantflowinnarrowchannelwithandwithoutshoreswereperfor
4、medusingtheCFDcode———CFX.Thecoolantcoolingabilityofchannelwaspredictedbycomparingtherelativepeakspottemperaturesaroundexitoftheheatingwallatthesameheatfluxcon2dition.Theresultsshowthattheshoreshavecertaineffectsoncriticalheatfluxofchannel,buttheeffectisrat
5、hersmallasawhole.Sotheymightbeadoptedinthetest.Keywords:narrowchannel;shores;computationalfluiddynamics;upflow;downflow;criticalheatflux 窄缝通道具有较强换热特性,近年来在工有正常运行工况下的下降流动。这些特殊结构程技术中得以广泛应用。窄缝结构广泛存在于中的流动特性、流型特征、传热过程行为,诸如核动力装置系统中,如板型燃料元件堆芯的矩汽泡产生、生长、迁移、破灭特性、沸腾起
6、始点、形通道。板型元件的流道均是一种狭窄的矩形临界热流密度(CHF)等单相和两相热工水力行通道,通道窄边一般为2～3mm,甚至不到为,目前均不清楚。由于堆芯热工水力设计和2mm,并具有较大的长径比。通道内流速范围安全分析的需要,进行燃料元件CHF实验是必较宽,流动形式既有事故工况下的上升流动又要的。在进行单通道CHF实验时,为防止狭长收稿日期:2003204207;修回日期:2003207216作者简介:王小军(1971—),男,四川巴中人,助理研究员,硕士,核能科学与工程专业第5期 王小军等:窄缝通道内
7、支撑柱对传热性能的影响437窄缝通道在实验过程中变形,设计者在实验本个实验工况,流速分别为0101、01048和01098体上设计了几对支撑柱。该支撑柱对通道内的m/s,流动均为层流。在下降流的低流速CHF流动和板型元件总体传热性能将产生一定影实验过程中,当蒸汽流速足够大时,流道内将发响,从而影响元件CHF实验值。这一影响有多生阻液现象,出现间歇性波动,此时,上部联箱大,是设计者关心的问题。本文采用计算流体对CHF有影响,因此,下降流的低流速CHF实[1～3]动力学(CFD)方法分析支撑柱对窄缝通道验采用有
8、联箱的开式流道,下降流的低流速选内的冷却剂流动和传热,特别是CHF特性的影取2个实验工况,流速分别为0102和01098响,以了解其影响程度。m/s,流动均为层流。同时选取3个下降流高流速CHF实验工况,流速分别为1100、3110和1 计算流体动力学模型6110m/s,流动均为紊流。111CFX程序简介CFX流动模态分析软件是一组用于计算2 结果和讨论层流、紊流及传热的计算流体动力学程序。CHF现象虽是两相流动
