竖直光滑表面含不凝气体的蒸汽冷凝传热实验研究

摘要

福岛事故后，人们对于安全壳在事故工况下的完整性更为关注。新一代反应堆的设计中普遍采用非能动安全壳冷却系统。非能动安全壳冷却系统能够在事故工况下，不依靠外部电源，仅仅依靠物理规律将堆芯中的热量导出到外部环境中。不凝气体的存在，限制了安全壳内的冷凝导热过程。本文基于上述背景，对竖直抛光管、镀铬管管外含空气蒸汽冷凝开展了实验研究。
　　本文通过管内实验值Nu与D-B公式计算值Nu的对比，分析不同测温方式的测量误差，来确定最佳的测温方式，并对其进行校验。
　　采用实验的方法，对纯蒸汽工况和含空气工况下抛光管的冷凝传热特性进行研究，并将其结果与光管实验结果进行对比。在纯蒸汽工况下，抛光管相对于光管具有微弱的强化效果，在实验范围内，其强化效果约为光管的1.04～1.2倍;在含空气工况下，抛光管相对于光管的强化效果有限，同时随着空气含量的增加，抛光管强化效果越来越弱，最终会不具备强化效果。
　　采用实验的方法，对纯蒸汽工况和含空气工况下镀铬管的冷凝传热特性进行研究，并将其结果与光管实验结果进行对比。在纯蒸汽工况下，镀铬管相对于抛光管具有更强的换热效果，镀铬管冷凝传热系数可以达到抛光管冷凝传热系数的1.2～1.5倍;含空气工况下，在低空气含量时，镀铬管换热能力较抛光管有所提升，但其提升效果较纯蒸汽工况下低，随着空气含量的增大，镀铬管换热特性与抛光管逐渐接近，当空气含量超过50％后，镀铬管与抛光管传热性能相近。

目录

声明

摘要

第1章．绪论

1．1课题背景

1．2含不凝气体冷凝传热研究现状

1．2．1实验研究

1．2．2理论研究

1．2．3强化换热研究现状

1．3．本文研究内容

第2章实验装置及数据处理

2．1实验装置

2．1．1实验段

2．1．2空气-蒸汽供给系统

2．1．3循环冷却水供给系统

2．1．4实验数据测量与采集系统

2．2实验步骤

2．3实验数据处理

2．3．1压差计标定

2．3．2空气质量分数计算

2．3．3管外冷凝传热系数计算

2．4实验误差分析

2．5本章小结

第3章壁温测量方式准确性分析

3．1管内传热对比

3．2热电偶测温理论分析

3．2．1利用经典公式反推外壁面温度

3．2．2肋片导热法分析测量误差

3．3测温方式二

3．4测温方式三

3．5测温方式四与测温方式五

3．6低Re管内混合对流

3．7含空气工况经验关联式验证

3．8本章小结

第4章抛光管冷凝传热特性研究

4．1纯蒸汽工况下抛光管换热特性

4．2含空气工况下抛光管换热特性

4．3抛光管与光管冷凝传热系数对比

4．4抛光管与光管换热量对比

4．5本章小结

第5章镀铬管冷凝传热特性研究

5．1实验现象

5．2纯蒸汽工况

5．3含空气工况

5．4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的学术成果

致谢