超臨界水在大型換熱器中的流動與傳熱強(qiáng)化研究.pdf

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1、？犬遠(yuǎn)嫂＜２大摩ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ碩士字位記文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ超臨界水在大型換熱器中的流動與傳熱強(qiáng)化研究ＭＩＳ學(xué)科專業(yè)作者姓名Ｍｆｔ＆忌救師邱慶剛副教授—―紐靜—講＿＿師＿＿答辯日期２ＯＪ５＾Ｍ９＿０碩士學(xué)位論文超臨界水在大型換熱器中的流動與傳熱強(qiáng)化研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＦｌｏｗａｎｄＨｅａｔＴｒａｎｓｆｅｒＥｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｏｆＳｕ－ｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌＷａｔｅｒｉ

2、ｎｔｈｅＬａｒｅｃａａｃｉｔＨｅａｔＥｘｃｈａｎｅｒｇｐｙｇ作者姓名：賈丹丹學(xué)科、專業(yè)：熱能工程學(xué)號：２１２１００１７指導(dǎo)教師：邱慶剛朱曉靜完成日期：ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｙｇｙ大連理工大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明作者鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行研究工作所取得的成果。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用內(nèi)容和致謝的地方外，本論文不包含其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表的研究成果，也不包含其他已申請學(xué)位或其他用途使用過的成果一。與我同工作的同志

3、對本研究所做的貢獻(xiàn)均已在論文中做了明確的說明并表示了謝意。若有不實(shí)之處，本人愿意承擔(dān)相關(guān)法律責(zé)任。學(xué)位論文題目：格中祝雜辦作者簽名日期年月！日￥大跡理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要超臨界水在鍋爐或反應(yīng)堆等大型換熱設(shè)備中的應(yīng)用能夠大幅提高其出口工質(zhì)熱力參數(shù)，從而提高發(fā)電設(shè)備的整體經(jīng)濟(jì)性。然而超臨界水在大比熱區(qū)的特殊熱物理性質(zhì)及一其在高洽值區(qū)較低的吸熱能力使得其高溫條件下的應(yīng)用受到了定的限制，因此對超臨界水在大型換熱器中，尤其是高溫條件下的傳熱強(qiáng)化的研究十分重要。本文以超臨界鍋爐水冷壁及反應(yīng)堆堆芯為對象

4、，利用商業(yè)ＣＦＤ軟件對超臨界水在內(nèi)螺紋和定位格架等擾流部件影響下的流動和傳熱強(qiáng)化特性進(jìn)行了數(shù)值研究，重點(diǎn)分析了受熱面內(nèi)冷通道中工質(zhì)流動及傳熱在徑向及周向分布特性，并揭示了其相關(guān)機(jī)理。針對內(nèi)螺紋管的數(shù)值研究表明，內(nèi)螺紋的導(dǎo)流作用在垂直于主流的方向造成了較強(qiáng)的二次流場，而主流洽值的變化對二次流場的基本結(jié)構(gòu)幾乎沒有什么影響。局部傳熱在內(nèi)螺紋管周向和徑向分布不均，超臨界水在螺紋頂部區(qū)域的換熱效果遠(yuǎn)好于螺紋底部。在螺紋頂部表面形成的單個(gè)旋禍產(chǎn)生一個(gè)壓力相對較低的區(qū)域，使得這個(gè)該區(qū)域傳熱得到強(qiáng)化，。在大比熱區(qū)，由于流體熱物性急劇

5、變化換熱的不均性更加顯著。螺紋底部是換熱的薄弱點(diǎn)，內(nèi)螺紋管結(jié)構(gòu)優(yōu)化的重點(diǎn)應(yīng)集中在該區(qū)域。針對裝配有定位格架的反應(yīng)堆堆芯的數(shù)值結(jié)果表明，由于流動阻塞效應(yīng)的影響，高溫條件下燃料棒包殼表面溫度周向分布不均，中心區(qū)最低而窄縫區(qū)最高。在標(biāo)準(zhǔn)型定位格架的下游，嚴(yán)重的抑流作用使得窄縫區(qū)的周向溫差增加，傳熱效果減弱帶有交錯(cuò)葉；片的定位格架的下游，包殼周向ｆ動與傳熱特性差異很大，在下游小部分區(qū)域傳熱性能有所增強(qiáng)，但是由于旋流作用的影響，周向大部分區(qū)域的傳熱減弱，因此旋流不利于超臨界水在高拾值區(qū)的傳熱，定位格架下游的換熱弱化現(xiàn)象或許是超

6、臨界反應(yīng)堆緊湊型堆芯旳特有現(xiàn)象，須在堆芯設(shè)計(jì)中加以重視。關(guān)鍵詞：超臨界水；二次流；傳熱強(qiáng)化；大型化熱器－－１超臨界水在人＿項(xiàng)換熱器中的流動傳熱強(qiáng)化研究ＴｈｅＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＦｌｏｗａｎｄＨｅａｔＴｒａｎｓｆｅｒＥｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｏｆＳｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌｅ－ｃａａｃＨｅａＥｘｃｈａｎＷａｔｅｒｉｎｔｈｅＬａｒｉｔｔｅｒｇｐｙｇＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌｗａｔｅｒｉｓｕｓｅｄｉｎｌａｒｇｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒ，ｅ．ｇ．ｓｔ

7、ａｔｉｏｎｂｏｉｌｅｒａｎｄｎｕｃｌｅａｒｒｅａｃｔｏｒｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｔｈｅｒｍａｌａｒａｍｅｔｅｒｓａｔｔｈｅｏｕｔｌｅｔ．Ｈｏｗｅｖｅｒｔｈｅｓｅｃｉａｌｔｈｅｒｍａｌ，ｐｐｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎｔｈｅｓｏｃａｌｌｅｄＬａｒｅＳｅｃｉｆｉｃＨｅａｔＲｅｉｏｎａｎｄｔｈｅｈｅａｔａｂｓｏｒｔｉｏｎｃａａｃｉｔｉｎｇｐｇｐｐｙｔｈｅｈｉｇｈｅｎｔｈａｌｐｙｒｅｉｏｎｒｅｓｔｒｉｃｔｔｈｅｕｓａｂｉｌｉｔｏｆｔｈｅｓｕｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ

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