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基于不同状态方程的拟临界线计算方法及对拟临界区的划分

赵学斌 黄彦平 刘生晖 臧金光

赵学斌, 黄彦平, 刘生晖, 臧金光. 基于不同状态方程的拟临界线计算方法及对拟临界区的划分[J]. 核动力工程, 2023, 44(1): 17-23. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.01.0017
引用本文: 赵学斌, 黄彦平, 刘生晖, 臧金光. 基于不同状态方程的拟临界线计算方法及对拟临界区的划分[J]. 核动力工程, 2023, 44(1): 17-23. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.01.0017
Zhao Xuebin, Huang Yanping, Liu Shenghui, Zang Jinguang. Calculation Method of Pseudo-critical Line Based on Different State Equations and Division of Pseudo-critical Zone[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(1): 17-23. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.01.0017
Citation: Zhao Xuebin, Huang Yanping, Liu Shenghui, Zang Jinguang. Calculation Method of Pseudo-critical Line Based on Different State Equations and Division of Pseudo-critical Zone[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(1): 17-23. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.01.0017

基于不同状态方程的拟临界线计算方法及对拟临界区的划分

doi: 10.13832/j.jnpe.2023.01.0017
详细信息
    作者简介:

    赵学斌(1985—),男,博士研究生,助理研究员,现主要从事反应堆热工水力研究,Email:xbzhao90@126.com

    通讯作者:

    黄彦平,E-mail: hyanping007@163.com

  • 中图分类号: TL334

Calculation Method of Pseudo-critical Line Based on Different State Equations and Division of Pseudo-critical Zone

  • 摘要: 超临界流体在拟临界区内物性会发生剧烈变化。为建立拟临界区的划分方式,本文以超临界二氧化碳为研究对象,首先基于Van der Waals 、Redlich-Kwong和Soave-Redlich-Kwong3个不同精度的状态方程分别计算获得了对应的拟临界线;然后基于连续相变理论,通过Ehrenfest方程确定了拟临界区;最后根据拟临界区划分结果,与传热退化发生的区域进行匹配,分析了不同区域内影响传热退化行为的内在机制。结果表明浮生力效应在拟临界区前和拟临界区之内对传热恶化起主导作用,流动加速效应在拟临界区之后起主导作用。

     

  • 图  1  基于VdW方程的超临界二氧化碳拟临界线

    Figure  1.  Supercritical CO2 Pseudo-critical Line Based on VdW Equation

    图  2  基于RK方程的超临界二氧化碳拟临界线

    Figure  2.  Supercritical CO2 Pseudo-critical Line Based on RK Equation

    图  3  基于SRK方程的超临界二氧化碳拟临界线

    Figure  3.  Supercritical CO2 Pseudo-critical Line Based on SRK Equation     

    图  4  拟临界点实验值拟合

    Figure  4.  Experimental Value Fitting for Pseudo-critical Points

    图  5  9 MPa下CO2焓值与温度分布图

    Figure  5.  Distribution Diagram of CO2 Enthalpy and Temperature at 9 MPa

    图  6  终止态温度计算流程图

    Figure  6.  Flow Chart of Temperature Calculation in Termination State

    图  7  拟临界区域及密度分布

    Figure  7.  Pseudo-critical Zone and Density Distribution

    图  8  主流区流体拟临界区对应不同的换热特性

    Figure  8.  Mainstream Pseudo-critical Zone Corresponds to Different Heat Transfer Characteristics

    表  1  传热管尺寸及实验工况表

    Table  1.   Heat Transfer Tube Size and Experimental Conditions

    序号管子尺
    寸/mm
    长度/
    mm
    运行压
    力/MPa
    质量流速/
    (kg·m−2·s−1
    热流密度/
    (kW·m−2
    流向
    1Φ10×212007.56606.68211.57向上
    2Φ10×212008.64889.53215.28向上
    3Φ6×212008.851208.67309.04向上
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-03-16
  • 修回日期:  2022-04-18
  • 刊出日期:  2023-02-15

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