含不凝性气体蒸汽凝结换热的壁面过冷度分析.pdf

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1、第３４卷第１２期哈尔滨工程大学学报Ｖｏｌ．３４№．１２２０１３年１２月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨａｒｂｉｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＤｅｃ．２０１３含不凝性气体蒸汽凝结换热的壁面过冷度分析宿吉强，孙中宁，高力，范广铭（哈尔滨工程大学核安全与仿真国防重点学科实验室，黑龙江哈尔滨１５０００１）摘要：针对核反应堆事故工况下的安全分析，通过含空气蒸汽在竖直圆管外表面的冷凝传热实验，在重点分析壁面过冷度的基础上，研究了空气质量分数、压力以及壁面过冷度同蒸汽冷凝换热的关系．结果表明：实验条件下，壁面过冷

2、度同冷凝传热系数呈指数关系，指数项的值小于－０．３９，相对Ｄｅｈｂｉ结果，其对传热的影响程度较为强烈；壁面过冷度对冷凝传热系数的影响随着压力的降低、空气质量分数的增加以及壁面过冷度的增加而增加，且得到了相应的关系式；基于对壁面过冷度的分析，进一步得到了压力、空气质量分数、壁面过冷度对冷凝传热系数影响的实验关联式．关键词：壁面过冷度；冷凝传热系数；不凝性气体；蒸汽凝结doi：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－７０４３．２０１２１２０５２网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ

3、／ｄｅｔａｉｌ／２３．１３９０．Ｕ．２０１３１０１８．１５０１．００２．ｈｔｍｌ中图分类号：ＴＬ３３２文献标志码：Ａ文章编号：１００６-７０４３（２０１３）１２-１５５１-０５Analysisonthewallsub-coolingofheattransferofsteamcondensationwithnon-condensableairＳＵＪｉｑｉａｎｇ，ＳＵＮＺｈｏｎｇｎｉｎｇ，ＧＡＯＬｉ，ＦＡＮＧｕａｎｇｍｉｎｇ（ＤｉｓｃｉｐｌｉｎｅＬａｂ．ｏｆＮｕｃｌｅａｒＳａｆｅｔｙａｎｄＳｉｍｕｌａｔｉ

4、ｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＨａｒｂｉｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５０００１，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ｆｏｒｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇｓａｆｅｔｙａｎａｌｙｓｉｓｏｎｎｕｃｌｅａｒｒｅａｃｔｏｒａｃｃｉｄｅｎｔｓ，ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｗｅｒｅｄｏｎｅｗｉｔｈｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｏｆｓｔｅａｍｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎｃｏｎｔａｉｎｉｎｇａｉｒｏｎｔｈｅｏｕｔｓｉｄｅｓｕｒｆａｃｅｏｆａｖｅｒｔｉｃａｌｔｕｂｅ．Ｔｈｅｅｍｐｈａｓｉｓｏｆｔｈｅａ

5、ｎａｌ-ｙｓｉｓｉｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄｏｎｔｈｅｗａｌｌｓｕｂ-ｃｏｏｌｉｎｇ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈａｌｓｏｉｎｃｌｕｄｅｓｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｏｆｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｏｆｓｔｅａｍｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎｗｉｔｈｓｕｃｈｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｓａｉｒｍａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎ，ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ａｎｄｗａｌｌｓｕｂ-ｃｏｏｌｉｎｇ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ，ｕｎ-ｄｅｒｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｗａ

6、ｌｌｓｕｂ-ｃｏｏｌｉｎｇａｎｄｔｈｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｏｆｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ（ＨＴＣ）ｉｓｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ．Ｔｈｅｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｅｘｐｏｎｅｎｔｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ－０．３９，ｗｈｉｃｈｉｓｌｅｓｓｔｈａｎｔｈａｔｏｆＤｅｈｂｉ摧ｓｒｅｓｕｌｔａｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｆｏｕｎｄｉｎｔｈｉｓｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｉｓｓｔｒｏｎｇｅｒ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｗａｌｌｓｕｂ-ｃｏｏｌ-ｉｎｇｏｎＨＴＣｉｎｃｒｅａｓｅｓ

7、ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｃｒｅａｓｅｉｎｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆａｉｒｍａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｉｎｗａｌｌｓｕｂ-ｃｏｏｌｉｎｇ，ａｎｄｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｃｕｒｖｅｉｓｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｗａｌｌｓｕｂ-ｃｏｏｌｉｎｇ，ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅａｉｒｍａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎ，ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ａｎｄｗａｌｌｓｕｂ-ｃｏｏｌ

8、ｉｎｇｏｎＨＴＣｉｓｏｂｔａｉｎｅｄ．Keywords：ｗａｌｌｓｕｂ-ｃｏｏｌｉｎｇ；ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ；ｎｏｎ-ｃｏｎｄｅｎｓａｂｌｅａｉｒ；ｓｔｅａｍｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ［３-４］在反应堆发生ＬＯＣＡ（ｌｏｓｓｏｆｃｏｏｌａｎｔａｃｃｉｄｅｎｔ）或可靠性有着重要意义．者主蒸汽管道破裂等严重事故时，会有大量蒸汽泄含空气蒸汽的冷凝同时受到壁面过冷度、压力［５］露，安全壳内部会受蒸汽影响而迅速升温升