摇摆对反应堆内两相流摩擦阻力的影响

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
11175050
项目类别：
面上项目
资助金额：
69.0万
负责人：
阎昌琪
依托单位：
哈尔滨工程大学
学科分类：
A2803.反应堆物理与技术
结题年份：
2015
批准年份：
2011
项目状态：
已结题
起止时间：
2012-01-01 至2015-12-31

项目参与者：
曹夏昕；贾辉；范广铭；幸奠川；刘传成；刘成洋；金光远；
关键词：
反应堆摇摆运动两相流摩擦阻力

项目摘要

通过实验研究和理论分析确定摇摆运动状态下反应堆内两相流摩擦阻力特性。以反应堆堆芯单通道为研究对象，通过测量通道内的压差、两相介质的流量及摇摆运动参数，确定摇摆运动与两相流摩阻变化的关系。通过实验研究获得摇摆对反应堆堆芯单通道两相流摩擦阻力影响的规律，给出包括摇摆运动附加外力影响的两相流摩擦阻力计算关系式；确定摇摆运动参数与两相流动型式及两相流摩擦阻力变化的耦合关系。根据堆芯单通道的特点，进行摇摆运动对两相流摩擦阻力影响的理论研究，建立包括摇摆运动附加力影响的非定常流动两相流动量守恒方程，研究瞬变外力场对两相流摩擦阻力的影响，从机理上分析摇摆运动的附加力对两相流摩擦阻力的影响，在单通道流动阻力分析的基础上进一步分析摇摆对整个堆芯流动阻力的影响。本项目的研究结果可为进一步研究摇摆运动状态下反应堆堆芯两相流的流动特性和传热特性提供依据。

结项摘要

通过实验研究和理论分析确定摇摆运动状态下反应堆内两相流摩擦阻力特性。以反应堆堆芯单通道（矩形通道）和棒束通道为研究对象，通过测量通道内的压差、两相介质的流量及摇摆运动参数，确定摇摆运动与两相流摩阻力变化的关系。.对于矩形通道内两相流动，摇摆对摩擦阻力的影响随液流速增加而减弱。液流速较低时，相对摩擦压降梯度波动幅值随气流速增加而降低，随摇摆参数的改变没有明显变化；液流速较高时，摩擦压降梯度不波动。摇摆运动对两相流时间平均摩擦阻力没有明显影响。Chisholm C、Lee & Lee及Mishima & Hibiki关系式能很好地预测摇摆条件下平均摩擦阻力，但不能用于周期性瞬变摩擦压降的计算。基于分相流模型提出了能预测周期性瞬变摩擦压降的关系式。.基于竖直棒束通道内两相流动阻力实验数据对均相流模型和分相流模型进行评价。摇摆运动对时均摩擦阻力无明显影响，气液相流量、摇摆参数及通道尺寸是影响摇摆条件下两相流动阻力特性的重要因素。考虑上述因素的影响，采用量纲分析方法获得了摇摆条件下两相流动阻力的计算关系式，解决了动态条件下棒束通道内两相瞬时阻力的计算问题。.系统地构建了摇摆条件下气泡体积力的受力模型，将体积力沿垂直于流动方向和平行于流动方向进行分解讨论。获得不同摇摆工况下瞬时气相上升速度的时变规律，进而解释两相摩擦阻力的波动特征，指出摇摆运动通过影响两相间的滑速比和相互作用来影响棒束通道内两相摩擦阻力。本项目的研究结果可为进一步研究摇摆运动状态下反应堆堆芯两相流的流动特性和传热特性提供依据。