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窄矩形通道污垢沉积数值仿真

谭佳琦 刘达霖 刘晓晶

谭佳琦, 刘达霖, 刘晓晶. 窄矩形通道污垢沉积数值仿真[J]. 核动力工程, 2022, 43(5): 76-81. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.05.0076
引用本文: 谭佳琦, 刘达霖, 刘晓晶. 窄矩形通道污垢沉积数值仿真[J]. 核动力工程, 2022, 43(5): 76-81. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.05.0076
Tan Jiaqi, Liu Dalin, Liu Xiaojing. Numerical Simulation of Fouling Deposition in Narrow Rectangular Channel[J]. Nuclear Power Engineering, 2022, 43(5): 76-81. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.05.0076
Citation: Tan Jiaqi, Liu Dalin, Liu Xiaojing. Numerical Simulation of Fouling Deposition in Narrow Rectangular Channel[J]. Nuclear Power Engineering, 2022, 43(5): 76-81. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.05.0076

窄矩形通道污垢沉积数值仿真

doi: 10.13832/j.jnpe.2022.05.0076
基金项目: 国家自然科学基金(11922505)
详细信息
    作者简介:

    谭佳琦(1997—),女,硕士研究生,现主要从事反应堆热工水力分析工作,E-mail: tanjiaqi@sjtu.edu.cn

  • 中图分类号: TL334

Numerical Simulation of Fouling Deposition in Narrow Rectangular Channel

  • 摘要: 为研究窄矩形通道内CaSO4溶液由于析晶沉积产生的污垢及对换热的影响,本研究基于合理的污垢沉积、污垢剥蚀与污垢热阻模型,利用FLUENT软件结合用户自定义函数(UDF)对一定热流密度、入口流速、入口温度和流体浓度的流体进行了析晶沉积模拟计算。研究结果表明了此工质的污垢产生情况和对换热的影响,同时得到热流密度、入口流速和流体浓度3种影响因素对污垢沉积的影响:污垢热阻随热流密度增大而增大,随入口流速增大而减小,随流体浓度增大而增大。本研究可用于模拟板状燃料元件窄矩形通道由于析晶导致的污垢沉积过程。

     

  • 图  1  3种不同热流密度下的污垢热阻

    Figure  1.  Fouling Thermal Resistance under Three Different Heat Fluxes

    图  2  3种不同热流密度下的污垢剥蚀率

    Figure  2.  Fouling Errosion Rate under Three Different Heat Fluxes     

    图  3  3种不同热流密度下的垢层厚度

    Figure  3.  Fouling Thickness under Three Different Heat Fluxes    

    图  4  3种不同入口流速下的污垢热阻

    Figure  4.  Fouling Thermal Resistance at Three Different Inlet Velocities

    图  5  3种不同入口流速下的污垢沉积率计算结果

    Figure  5.  Calculation Results of Fouling Deposition Rate at Three Different Inlet Velocities

    图  6  3种不同入口流速下的污垢剥蚀率计算结果

    Figure  6.  Calculation Results of Fouling Erosion Rate at Three Different Inlet Velocities

    图  7  3种不同入口流速下的污垢厚度计算结果

    Figure  7.  Calculation Results of Fouling Thickness at Three Different Inlet Velocities

    图  8  3种不同流体浓度下的污垢热阻计算结果

    Figure  8.  Calculation Results of Fouling Thermal Resistance at Three Different Fluid Concentrations

    图  9  3种不同流体浓度下的污垢沉积率计算结果

    Figure  9.  Calculation Results of Fouling Deposition Rate at Three Different Fluid Concentrations

    图  10  3种不同流体浓度下的污垢剥蚀率计算结果

    Figure  10.  Calculation Results of Fouling Erosion Rate at Three Different Fluid Concentrations

    图  11  3种不同流体浓度下的垢层厚度计算结果

    Figure  11.  Calculation Results of Fouling Thickness at Three Different Fluid Concentrations

    表  1  计算工况表

    Table  1.   Calculation Condition Table

    工况编号q/(kW·m−2)Tin/Kwin/(m·s−1)cin/(kg·m−3)
    1463150.032.42
    2423150.032.42
    3503150.032.42
    4463150.052.42
    5463150.072.42
    6463150.032.22
    7463150.032.62
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-10-19
  • 修回日期:  2021-11-10
  • 刊出日期:  2022-10-12

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