自然循環(huán)系統(tǒng)中閃蒸現(xiàn)象的研究.pdf

1、閃蒸現(xiàn)象是影響低壓自然循環(huán)系統(tǒng)工作性能的重要物理現(xiàn)象。本文以具有長(zhǎng)上升段的低壓自然循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的閃蒸現(xiàn)象為研究對(duì)象，以閃蒸起始點(diǎn)應(yīng)滿足的條件和閃蒸后兩相軸向流動(dòng)特性為研究重點(diǎn)，采用理論分析、實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法開(kāi)展了研究。本文的主要工作內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　1、本文分別基于熱力學(xué)平衡理論、動(dòng)力學(xué)理論和化學(xué)勢(shì)理論對(duì)水的汽化過(guò)程進(jìn)行了分析，研究了流動(dòng)通道內(nèi)閃蒸現(xiàn)象發(fā)生需要滿足的條件，在此基礎(chǔ)上引入了熱力學(xué)不平衡效應(yīng)的影響。結(jié)果

2、表明熱力學(xué)平衡理論和均勻核化理論的預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象差別很大；根據(jù)閃蒸現(xiàn)象發(fā)生時(shí)的特點(diǎn)，引入熱力學(xué)不平衡效應(yīng)的影響，發(fā)現(xiàn)化學(xué)勢(shì)差是除溫差外另一個(gè)推動(dòng)相變發(fā)生的關(guān)鍵因素；基于熱力學(xué)非平衡理論，本文推導(dǎo)出閃蒸發(fā)生時(shí)對(duì)應(yīng)的汽泡臨界半徑公式，并具體解釋了汽泡臨界半徑的含義。
　　2、利用低壓自然循環(huán)系統(tǒng)特性研究實(shí)驗(yàn)臺(tái)，采用關(guān)鍵熱工參數(shù)測(cè)量和可視化研究相結(jié)合的方法，研究了閃蒸起始點(diǎn)條件及其影響因素。對(duì)已有的閃蒸起始點(diǎn)模型用于預(yù)測(cè)低

3、壓自然循環(huán)系統(tǒng)閃蒸起始點(diǎn)的可行性進(jìn)行了分析?；诮?jīng)典核化理論，建立了低壓自然循環(huán)系統(tǒng)閃蒸起始點(diǎn)模型，并對(duì)模型預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較分析，其相對(duì)誤差小于16％。
　　3、基于熱力學(xué)不平衡相間換熱理論，建立了閃蒸兩相軸向流動(dòng)模型，并對(duì)閃蒸軸向流動(dòng)特性進(jìn)行了分析。模型中考慮了閃蒸起始點(diǎn)處兩相熱力學(xué)不平衡效應(yīng)的影響，修正了熱力學(xué)平衡模擬方法無(wú)法考慮閃蒸起始點(diǎn)處需要滿足的條件等缺陷，為采用數(shù)值方法模擬低壓自然循環(huán)系統(tǒng)中的閃蒸現(xiàn)象提供了

4、一種研究方法。在此模型中，按流型分別計(jì)算相間傳熱，并綜合考慮了相間換熱和對(duì)流換熱的影響。本文也對(duì)模型預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較，二者符合很好。
　　4、基于兩相熱力學(xué)平衡模型，本文也開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的計(jì)算程序，并利用所開(kāi)發(fā)的程序?qū)﹂W蒸后兩相流動(dòng)特性進(jìn)行了模擬計(jì)算。基于熱力學(xué)非平衡閃蒸流動(dòng)模型和基于熱力學(xué)平衡閃蒸模型的計(jì)算結(jié)果，發(fā)現(xiàn)兩種模型條件下的結(jié)果有相同變化趨勢(shì)，相對(duì)于熱力學(xué)平衡閃蒸模型，熱力學(xué)非平衡閃蒸模型的計(jì)算結(jié)果更接近于實(shí)驗(yàn)值