多孔介质通道内两相流动特性研究
球床水冷反应堆,堆芯采用球形燃料元件,比现役反应堆具有更高的功率密度,是一种新发展起来的反应堆。本文以球床水冷反应堆为研究对象,对小球填充多孔介质通道内空气——水两相的流动特性进行了数值模拟研究。
以Fluent6.3为平台,建立了小球填充多孔介质通道的压降预测模型,选择合适的求解模型和边界条件以及设定恰当的参数。通过求解模型的3维N-S方程,对小球填充多孔介质中的空气——水两相的流动进行了数值模拟,初步地模拟出了空气和水两相流流经多空球床的流动。通过分析空气和水的速度云图表明:两相流在流经多孔区间时,存在进口、出口效应:在入口处,速度分布不均匀;在出口附近,流体的流动是不稳定的。同时水和空气的流动特性、速度大小等非常相似。通过和实验结果进行比较表明,该模型可以较好的预测不同工况下空气——水两相流动的摩擦压降。对于5mm球和8mm球湘对误差分别为32.02％和19.12％,总的相对误差是26.49％。而空泡份额和实验值相比,误差很大,对于5mm球和8mm球,相对误差分别是61.37％和42.59％,总的相对误差是53.32％;同时,由数值计算的滑速比以及空泡份额同容积含气律相比可知,该模型同均相流模型非常接近。最后,本文从FLUENT自带两相曳力模型的因素,分析了造成这些现象的原因。
多孔介质;两相流动特性;空泡份额;数值模拟
哈尔滨工程大学
硕士
核能科学与工程
孙立成
2011
中文
TL334;TL421
68
2012-06-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）