高级检索

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于加热壁面能量平衡的窄矩形通道内CHF机理模型

闫美月 邓坚 潘良明 马在勇 李想 万灵峰 何清澈

闫美月, 邓坚, 潘良明, 马在勇, 李想, 万灵峰, 何清澈. 基于加热壁面能量平衡的窄矩形通道内CHF机理模型[J]. 核动力工程, 2023, 44(2): 43-47. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.02.0043
引用本文: 闫美月, 邓坚, 潘良明, 马在勇, 李想, 万灵峰, 何清澈. 基于加热壁面能量平衡的窄矩形通道内CHF机理模型[J]. 核动力工程, 2023, 44(2): 43-47. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.02.0043
Yan Meiyue, Deng Jian, Pan Liangming, Ma Zaiyong, Li Xiang, Wan Lingfeng, He Qingche. CHF Mechanism Model in Narrow Rectangular Channel Based on Energy Balance on Heating Wall[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(2): 43-47. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.02.0043
Citation: Yan Meiyue, Deng Jian, Pan Liangming, Ma Zaiyong, Li Xiang, Wan Lingfeng, He Qingche. CHF Mechanism Model in Narrow Rectangular Channel Based on Energy Balance on Heating Wall[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(2): 43-47. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.02.0043

基于加热壁面能量平衡的窄矩形通道内CHF机理模型

doi: 10.13832/j.jnpe.2023.02.0043
基金项目: 国家重点研发计划(02120023710003);重庆市研究生科研创新项目(CYB21023)
详细信息
    作者简介:

    闫美月(1993—),女,博士研究生,现主要从事沸腾传热和两相流相关研究,E-mail: yanmeiyue@cqu.edu.cn

    通讯作者:

    潘良明,E-mail: cneng@cqu.edu.cn

  • 中图分类号: TL334

CHF Mechanism Model in Narrow Rectangular Channel Based on Energy Balance on Heating Wall

  • 摘要: 窄矩形通道因具有结构紧凑、换热面积大等优点而被广泛应用于各个领域。通过完善窄矩形通道中临界热流密度(CHF)的预测方法,建立CHF机理模型,可以提高反应堆的安全性和经济性。本文对窄矩形通道内竖直向上流动CHF进行了可视化实验研究,在此基础上开发了一种基于加热壁面能量平衡的CHF机理模型,并提供一组本构关系用于封闭所开发的新模型,同时使用实验数据对新模型进行对比评价,对比结果发现,新模型在窄矩形通道中模拟结果良好,偏差基本都在±20%之间。

     

  • 图  1  实验回路示意图

    Figure  1.  Schematic Diagram of Experimental Loop

    图  2  CHF发生时可视化结果

    Figure  2.  Visualization Result when CHF Occurs

    图  3  ε =3 mm、psys=1 MPa时加热壁面温度情况

    t—加热时间 ;Tw—壁面温度

    Figure  3.  Temperature of Heating Wall at ε = 3 mm、psys = 1 MPa     

    图  4  模型模拟值与实验值的比较

    Figure  4.  Comparison of Predicted Value and Experimental Value     

    表  1  实验参数及取值范围

    Table  1.   Experimental Parameters and Value Range

    参数名参数值
    实验压力psys/MPa1~4
    窄矩形通道宽度ε/mm3
    加热长度L/mm600
    质量流速G/[kg·(m2·s)−1]350~2000
    入口过冷度ΔTin,sub/K60~120
    工质去离子水
    下载: 导出CSV
  • [1] 刘伟,彭诗念,江光明,等. 临界热流密度机理模型发展综述[J]. 核动力工程,2021, 42(3): 211-217. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.03.0211
    [2] ABDULHAMEED M, SHAABAN A, GAMAL H, et al. A methodology for CHF prediction in VVER rod bundles[J]. Nuclear Engineering and Design, 2022, 393: 111751. doi: 10.1016/j.nucengdes.2022.111751
    [3] SONG J H, JUNG J Y, CHANG S H, et al. Mechanistic CHF model development for subcooled flow boiling in a vertical rectangular channel under low pressure[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2021, 174: 121328. doi: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2021.121328
    [4] 周磊,刘祥锋,闫晓,等. 矩形窄缝通道临界热流密度数值预测[J]. 核动力工程,2011, 32(4): 46-51.
    [5] 何辉,任全耀,叶停朴,等. 环状流液膜界面扰动波湍流诱导形成机制研究[J]. 核动力工程,2021, 42(2): 77-81. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.02.0077
    [6] LEE C H, MUDAWWAR I. A mechanistic critical heat flux model for subcooled flow boiling based on local bulk flow conditions[J]. International Journal of Multiphase Flow, 1988, 14(6): 711-728. doi: 10.1016/0301-9322(88)90070-5
    [7] WEISMAN J, PEI B S. Prediction of critical heat flux in flow boiling at low qualities[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 1983, 26(10): 1463-1477. doi: 10.1016/S0017-9310(83)80047-7
    [8] 闫美月. 竖直窄矩形通道内壁面热流分配模型的实验研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工程大学, 2019.
    [9] GNIELINSKI V. Heat transfer coefficients for turbulent flow in concentric annular ducts[J]. Heat Transfer Engineering, 2009, 30(6): 431-436. doi: 10.1080/01457630802528661
    [10] 俞胜之. 摇摆条件下自然循环系统特性研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工程大学, 2018.
    [11] YAN M Y, HE Q C, MA Z Y, et al. Experimental investigation and a mechanical model of critical heat flux in a narrow rectangular channel[J]. Experimental Thermal and Fluid Science, 2021, 128: 110432. doi: 10.1016/j.expthermflusci.2021.110432
    [12] ZUBER N, FINDLAY J A. Average volumetric concentration in two-phase flow systems[J]. Journal of Heat Transfer, 1965, 87(4): 453-468. doi: 10.1115/1.3689137
    [13] 闫超星,阎昌琪,孙立成,等. 倾斜通道内泡状流空泡份额分布特性[J]. 化工学报,2014, 65(3): 855-861. doi: 10.3969/j.issn.0438-1157.2014.03.013
    [14] WILMARTH T, ISHII M. Interfacial area concentration and void fraction of two-phase flow in narrow rectangular vertical channels[J]. Journal of Fluids Engineering, 1997, 119(4): 916-922. doi: 10.1115/1.2819517
    [15] MISHIMA K, HIBIKI T, NISHIHARA H. Some characteristics of gas-liquid flow in narrow rectangular ducts[J]. International Journal of Multiphase Flow, 1993, 19(1): 115-124. doi: 10.1016/0301-9322(93)90027-R
  • 加载中
图(4) / 表(1)
计量
  • 文章访问数:  404
  • HTML全文浏览量:  167
  • PDF下载量:  49
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2022-06-10
  • 修回日期:  2022-07-25
  • 刊出日期:  2023-04-15

目录

    /

    返回文章
    返回