超临界二氧化碳临界流动机理可视化研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11605193
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2803.反应堆物理与技术
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Supercritical carbon dioxide Brayton cycle is one of the strategic booming technologies in the research field of nuclear energy, fossil energy, and solar energy. The focus of its application is the seal design for turbo machinery with high backpressure and the prevention of loss of fluid accident. The scientific base to solve these issues is to establish a clear understanding on the mechanisms of critical flow for supercritical carbon dioxide. Based on the lack of mechanism discussion for two-phase critical flow and experimental observation supporting for model, a visualized investigation on critical flow for supercritical carbon dioxide is proposed. The aim of this investigation is to observe the phenomena of fluid flashing and its mass transfer process, and thus to reveal the mechanism of two-phase critical flow and its parameter trends through the effect of phase-change on pressure wave speed. The boundary condition and scientific trends of critical flow will be established. A theoretical model, which can accurately describe the experimental phenomena and agree with experimental data, will be proposed through the mechanism based mathematical relation between critical flow rate and the parameters of thermohydraulics and geometry. The outcome of this work can provide a phenomenological and theoretical supporting to two-phase critical flow mechnism, and thus promote the development of two-phase critical flow research to theoretical and modelling stage. It also can provide a scientific base for the application of supercritical carbon dioxide Brayton cycle.
超临界二氧化碳布雷顿循环技术是近年来核能、化石能、太阳能等领域的战略新兴方向之一。高背压叶轮机械的密封设计及破口事故的预防缓解是其应用关注的焦点,而解决该问题的科学前提是必须对超临界二氧化碳的临界流动机理建立起清晰认知。本项目针对当前两相临界流动机理探索不足、模型缺乏实验现象支持的现状,通过可视化手段研究超临界二氧化碳的临界流动特性,观察临界流动状态下管内液体闪蒸及相变传质过程的基本现象,从工质相变影响其内部压力波传递速度的角度探索两相临界流动及其参数作用的内在机理,掌握超临界流体临界流动形成的边界条件和科学规律,揭示临界流量与热工滞止参数、几何结构参数之间的关联机制,建立可准确描述实验现象且与实验数据相吻合的理论预测模型,为探索两相临界流动机理、推动两相临界流动研究向理论化与模型化方向发展提供直接的实验现象和理论支撑,也为超临界二氧化碳布雷顿循环技术的应用提供科学基础。

结项摘要

超临界二氧化碳布雷顿循环是第四代反应堆重要发展方向之一。由于系统内工质处于超临界态,当破口事故发生时,管道内外巨大的压力差会导致破口位置出现临界流动现象。冷却剂的泄漏会对反应堆安全运行造成巨大威胁。因此,临界流现象是超临界二氧化碳布雷顿循环重要安全问题之一。.本课题瞄准临界流动现象中质量流量问题,对临界流动特性以及流动速率的影响参数问题开展研究。具体内容包括:基于简化破口几何参数,开展不同上游滞止压力、上游滞止温度和实验段长径比的稳态喷放实验,获得了超临界二氧化碳临界流动时的可视化现象,测得了不同热工参数和几何参数下超临界CO2临界流质量流量。分析了不同参数对质量流量的影响规律,采用CFD方法对喷管内的超临界二氧化碳临界流动特性进行了模拟,明确了临界流在管内的基本流动特性,建立了超临界二氧化碳临界流动模型,可为超临界二氧化碳循环系统泄漏速率的预测提供计算分析工具。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
Numerical Simulation of Supercritical Carbon Dioxide Critical Flow in the Nozzle Tube
喷管内超临界二氧化碳临界流动的数值模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    JOURNAL OF NUCLEAR ENGINEERING AND RADIATION SCIENCE
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhou Yuan;Wang Yangle;Chen Jingtan;Xia Zhaoyang;Wang Junfeng
  • 通讯作者:
    Wang Junfeng
不同状态方程对超临界二氧化碳强迫对流传热中流动加速因子的影响
  • DOI:
    10.13832/j.jnpe.2019.01.0018
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    核动力工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘生晖;黄彦平;刘光旭;王俊峰;王金宇
  • 通讯作者:
    王金宇
Experimental and computational study on jet final depth under coolant jet-melt interaction
冷却剂射流-熔体相互作用下射流最终深度的实验与计算研究
  • DOI:
    10.1080/0023131.2017.1332533
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Journal of Nuclear Science and Technology
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    Chen Jingtan;Zhou Yuan;Zhong Mingjun;Wang Junfeng;Gong Houjun;Huang Qingyu
  • 通讯作者:
    Huang Qingyu
Experimental study of supercritical CO2 leakage behavior from pressurized vessels
压力容器超临界CO2泄漏行为实验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Energy
  • 影响因子:
    9
  • 作者:
    Fan Xing;Wang Yangle;Zhou Yuan;Chen Jingtan;Huang Yanping;Wang Junfeng
  • 通讯作者:
    Wang Junfeng
浮升力效应和流动加速效应对超临界二氧化碳传热影响理论分析
  • DOI:
    10.13832/j.jnpe.2018.06.0034
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    核动力工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘光旭;黄彦平;王俊峰;刘生晖;昝元锋;郎雪梅
  • 通讯作者:
    郎雪梅

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其他文献

Microbial fuel cell constructed wetland for efficiently treating organic sewage
微生物燃料电池人工湿地高效处理有机污水
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2014-01-02
  • 期刊:
    Reviews in Environmental Science and Bio/Technology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    宋新山;王俊峰;王宇晖;王苏艳;严登明;何媛;王玮;丁怡
  • 通讯作者:
    丁怡
基于均等化的企业服务选择方法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    薛霄;王俊峰;曾志峰
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SatLTP:卫星网络低额外延迟传输协议
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
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  • 影响因子:
    1.1
  • 作者:
    李晓慧;王俊峰
  • 通讯作者:
    王俊峰
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  • DOI:
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  • 期刊:
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
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多年冻土区线性工程的生态环境影响研究现状与展望
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘亚丽;王俊峰;吴青柏
  • 通讯作者:
    吴青柏

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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