不同相水介質(zhì)中細(xì)顆粒運(yùn)動(dòng)特性研究.pdf

1、水在電站中廣泛應(yīng)用，在電站中被廣泛用作冷卻劑、慢化劑或者潤(rùn)滑材料。在電站的運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的顆粒狀產(chǎn)物，例如輻射產(chǎn)物、煙塵，對(duì)電站及環(huán)境造成巨大危害。掌握顆粒在不同相態(tài)水中的運(yùn)動(dòng)沉積規(guī)律，及如何減輕其危害是人們普遍關(guān)注的問(wèn)題。利用Fluent軟件模擬，并編制程序WATER1.0進(jìn)行計(jì)算，得到不同粒徑（0.01μm～50μm）顆粒在不同相水介質(zhì)（水蒸氣、液態(tài)水、超臨界水及濕空氣）中的運(yùn)動(dòng)沉積規(guī)律。
　　針對(duì)矩形窄通道，研究顆粒

2、在不同相水介質(zhì)中（液態(tài)水、氣態(tài)水、超臨界水）的運(yùn)動(dòng)沉積。顆粒不同相水介質(zhì)中的運(yùn)動(dòng)沉積分布規(guī)律類(lèi)似。軸向速度呈現(xiàn)倒“U”型分布，與流體的軸向速度分布類(lèi)似。徑向速度與濃度分布近似呈現(xiàn)“M”型分布，主要受到顆粒擴(kuò)散、熱泳力、湍流作用及二次流等影響。顆粒在水蒸氣中的軸向速度、徑向速度最大;而在超臨界水中的軸向速度、徑向速度最小。矩形通道中存在特有的二次流現(xiàn)象，會(huì)對(duì)其中的顆粒運(yùn)動(dòng)沉積造成影響，引起顆粒二次流。在管道內(nèi)，次臨界蒸汽凝結(jié)形成的液膜、超

3、臨界水冷卻形成的大密度膜會(huì)阻礙顆粒向管壁沉積。
　　針對(duì)矩形窄通道，研究不同粒徑顆粒在水介質(zhì)中的運(yùn)動(dòng)沉積。在不同相水介質(zhì)中，不同粒徑顆粒在矩形窄通道內(nèi)的運(yùn)動(dòng)沉積規(guī)律分布類(lèi)似，其無(wú)量綱沉積速度都是呈現(xiàn)“V”型分布。這是因?yàn)樾×?0.01μm～1μm)顆粒主要受到湍流擴(kuò)散作用;中等粒徑（1μm～5μm）顆粒主要受到湍流擴(kuò)散與漩渦沖擊機(jī)制;大粒徑顆粒（5μm～50μm）主要受到粒子慣性機(jī)制。在存在溫度梯度的情況下，小粒徑顆粒的無(wú)量綱沉

4、積速度增大;而大粒徑顆粒的無(wú)量綱沉積速度幾乎不變。
　　針對(duì)超臨界水堆冷卻劑通道，研究腐蝕產(chǎn)物在冷卻劑通道內(nèi)的運(yùn)動(dòng)沉積，并分析了入口溫度和燃料組件功率對(duì)腐蝕產(chǎn)物運(yùn)動(dòng)沉積的影響。增加入口溫度及提高燃料組件功率，可以提高腐蝕產(chǎn)物的軸向速度，降低腐蝕產(chǎn)物在冷卻劑通道內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，減少腐蝕產(chǎn)物的沉積。
　　最后從水分子間距角度、流體物性變化角度、流場(chǎng)分布角度及顆粒在不同相水介質(zhì)的受力角度，分析顆粒在不同相水介質(zhì)中的運(yùn)動(dòng)沉積機(jī)理。分析