空泡份额

摘要： 利用两相流理论建立二维稳态气泡泵两流体模型,以1atm下饱和水为工质,采用CFX19模拟研究沿程加热气泡泵流动沸腾中流态问题,探究热流密度,管径和流量对气泡泵性能影响。结果表明出口液相表观速度和泵送比变化相似,均随热流密度的增加先增大后减少,呈现抛物线变化。随着管径的增大,泵送比最大值反而随之减小。提升管管径增大在气泡泵轴向结合流态分析,得出最佳提升性能下的流态为搅拌流。当热流输入达到最佳热流密度时,液相速度在轴向上表现出先增大后减小的趋势。模拟不同管径和进口质量流量,发现最佳热流密度与进口质量流量存在二次函数关系,与管径成一次函数关系。

摘要： 为了评估子通道程序的准确性与可靠性,需要定量给出计算结果的不确定性.采用统计学上基于输入参数不确定性传递的方法进行不确定性分析,可以定量得到程序计算结果的不确定范围.在假设模型参数不确定性服从正态分布的基础上,采用统计学方法确定模型参数不确定性的分布以取代传统的专家判断.通过对压水堆子通道和棒束实验(PSBT)基准题空泡分布实验进行计算,分析子通道程序COBRA-IV对实验结果的预测能力,同时得到满足容忍限的计算结果不确定性上下限.计算结果表明:评估得到的不确定带能较好地包络实验值;同时利用统计均值对模型进行标定后,可以得到比原模型更接近实验值的计算结果.

摘要： 新型的压水堆蒸汽发生器和热工水力分析软件在工程应用前均需进行试验验证。采用蒸汽发生器一维和三维热工水力软件数值模拟获取了关键参数温度、空泡份额、压降等分布,优化了试验模拟体设计和测点布置。遵循等高、等物性、阻力相似原则缩比设计蒸汽发生器模拟体,设置带球阀的下降管实现循环倍率精确控制和测量。采用导波雷达液位计和差压式液位测量法测量的蒸汽发生器水位跟随性良好,且二者在稳态和瞬态工况下相对偏差均未超过±1.5%。采用光纤探针、射线法、压差法测得并比较了蒸汽发生器二次侧流场的点、线、体积空泡份额,在高空泡份额区与三维计算相对偏差不超过±10%。采用蒸汽全流量冷凝的示踪元素法可测量极低(<0.02%)的饱和蒸汽湿度。在核动力运行研究所的30 MW蒸汽发生器综合性能试验台架上集中应用上述关键技术,成功考核了多种新型蒸汽发生器的热工水力性能。

摘要： 空泡份额和界面浓度是两相流动中重要的相界面参数,准确获取窄矩形通道内搅混流和环状流工况下空泡份额和界面浓度是构建和完善两流体模型的关键。本文针对横截面为65 mm×2 mm的矩形通道开展了气液两相流动特性可视化实验研究,气相折算速度j_(g)=1~9 m/s,液相折算速度j_(f)=0.1~1.5 m/s,流型包含搅混流和环状流。提出了基于高速摄像法获取搅混流和环状流下空泡份额和界面浓度的分析计算方法,利用该方法所得空泡份额与窄矩形通道内经验关系式计算值的相对偏差约在10%以内。此计算方法可为研究复杂流型下窄矩形通道内的相界面参数提供理论依据。

摘要： 研究两相流相间阻力特性对系统程序关键本构模型封闭具有重要意义。本文基于竖直圆管开展了空气-水两相流实验,采用四探头电导探针对空泡份额、气泡弦长和界面面积浓度等气泡参数的径向分布进行了测量。结果表明空泡份额和气泡弦长呈现“核峰型”分布,而界面面积浓度并没有表现出随流速的单调关系。进一步开发了泡状流和弹状流的相间曳力模型,考虑了液相表观流速与管径对气泡尺寸分布的影响,建立了临界韦伯数与不同液相流速的关系。计算得到的空泡份额和界面面积浓度与实验数据整体符合较好,验证了模型的可靠性,为两相流相间阻力特性研究提供参考意义。

摘要： 空泡份额实验是反应堆热工的基础性实验,该实验是基于两相流实验教学平台,学生通过分组的方式自主利用放射源及高速相机两种方法的基本原理对空泡份额进行测量,同时开发实验后处理的计算分析程序,对比分析实验结果,同时能够根据原理分析出在实验过程中可能出现的误差,并进一步开展系统性的误差分析.通过空泡份额自主实验教学的探索,极大地提高了学生实验的积极性及兴趣,为与反应堆工程相关的实验教学的开展提供了借鉴.

摘要： 为快速且准确地计算气泡行为参数,本研究针对窄距形通道中欠热流动沸腾的气泡图像,提出了一种气泡分割方法.首先,对实验图像进行滤波,背景差值等操作消除背景噪声,提高两相之间对比度;然后,利用双阈值法获得气泡图像二值图;最后,依据气泡特征选择合适的结构元素,并利用形态学操作完成气泡图像分割.实验结果表明,该方法所得气泡图像分割结果有效消除复杂背景,气泡形状、大小及位置均与实验图像符合较好.因此,该方法能够对窄矩形通道中欠热流动沸腾的气泡图像进行快速有效的分割识别.

摘要： 以ACME台架的蒸汽发生器(SG)为研究对象,SG二次侧选用两流体模型,采用计算流体力学软件CFX对ACME台架的SG进行了整体直接模拟.针对稳定试验工况进行了计算,得到了SG一、二次侧的温度分布,二次侧空泡份额分布及传热管的壁温等参数沿U型管高度方向的变化,获得了二次侧较详细的流动和传热特性.计算结果表明,从第2道折流板开始,折流板底部已积聚了部分气泡,随高度的增加,折流板底部积聚的气泡越多,在弯管区附近及以上区域,已全部变为蒸汽.本文计算结果与试验结果符合较好.

摘要： 研究了不同螺旋直径螺旋管中泡状流的相界面参数(空泡份额 、相界面浓度 、气泡尺寸等)的截面分布特性.通过图像法标定了电导探针的测试精度,并通过合理地处理双头电导探针,得到了螺旋管中泡状流的空泡份额 、相界面浓度和气泡数量频率的定量分布云图.为进一步量化地描述相界面参数的分布特征,采用统计方法定义了截面平均参数 、相界面离散系数和气泡平均聚集坐标来表征其特性.实验结果表明,随着管道旋转直径的增大,气泡截面平均空泡份额有所下降,分布范围缩小,平均聚集坐标向上方和外侧移动,气泡尺寸整体上有所下降.

摘要： 以空气和蒸馏水为工质，通过实验比较了倾斜和摇摆条件下竖直上升圆管内(内径50mm)空泡份额变化特性。结果表明低含气率时摇摆运动对空泡份额的影响与倾斜状态明显不同。流动条件相同时，管道倾斜时空泡份额随着倾斜角度的增加而减小；摇摆条件下空泡份额随时间周期性波动。摇摆运动对空泡份额的影响主要有两个方面，一方面摇摆改变实验段倾斜角度从而导致有效重力加速度周期性变化；另一方面摇摆使流体产生附加加速度。摇摆引起的有效重力加速度改变对空泡份额的影响大于附加加速度的影响。

摘要： 过冷沸腾是液氮、液氧等低温流体在输送过程中一类易发的物理现象.空泡份额分布反映了过冷沸腾的剧烈程度.本文通过对竖直环形管道内过冷沸腾过程进行了模拟,对加热方式、总加热量、热流密度和入口质量流量对通道内过冷流动沸腾剧烈程度的影响进行了变工况分析.结果表明,加热方式和热流密度和模型尺寸的影响都可以归结为加热总量的影响,总加热量越大则管道内平均空泡份额越大,管道内过冷沸腾程度也越大.本文研究成果可以为工程中管内过冷沸腾提供理论指导意义.

摘要： 大量的实验研究表明摇摆状态下的流动特性与稳定状态有明显的不同，为了进一步深入了解摇摆运动对两相流动的影响，实验中自制双传感器光学探针并应用于摇摆状态下气液两相流局部界面参数实验研究。结果表明近壁区空泡份额和IAC 随摇摆运动呈现明显的周期性。通过对比不同摇摆状态下局部界面参数径向分布，发现摇摆周期对局部参数几乎没有影响，而摇摆幅值影响比较大，并且摇摆幅值越大，空泡份额和IAC 值偏离竖直状态下值越大。

摘要： 本文根据低温流体物性的特点，对过冷沸腾计算模型中的气泡参量模型进行了修正，使其适用于低温流体的数值模拟。同时考虑到低温两相流中气泡的尺度变化，首次将人口平衡理论的MUSIG模型应用于低温流体的计算中。通过模拟液氮在竖直圆管内过冷流动沸腾过程，对各尺寸组气泡的分布、轴向空泡份额的分布规律及流动不稳定性进行了分析。结果表明：各尺寸组气泡在壁面和中心区呈现不同的分布规律；平均空泡份额沿轴向呈非线性递增变化；由于流型的转变，管内压降将出现突变。

摘要： 采用基于群体平衡原理的均相MUSIG模型和热相变模型,数值模拟了泵间管中气氧和液氧的混合冷凝过程,分析了管路中空泡份额、液氧温度和气、液氧流速等流动参数的变化规律,讨论了气泡直径、气氧流量及进口气氧温度对气液氧混合冷凝特性的影响。计算表明:气泡直径减小,气液氧混合冷凝效果增强;增加气氧流量或者提高进口气氧温度,相应的气液氧混合冷凝效果减弱。

摘要： 本文以水为工质，在低压(0.16 MPa)低流速(≤0.5 m/s)条件下对竖直环形流道高过冷流动沸腾进行了实验研究，通过高速摄影和高速测量系统获取了汽泡行为、空泡份额、流体温度和压力的瞬态变化特性。在此基础上，分析了流量、人口过冷度和加热负荷对沸腾周期、汽泡滑移、压力脉动及径向温度分布的影响，讨论了低压低流速时Saha-Zuber模型的适用性。

摘要： 本文采用计算流体动力学(CFD)程序CFX4.4对加热上升管内过冷流动沸腾工况下汽水两相流体三维流动局部两相流参数(空泡份额和汽泡尺寸)进行了数值模拟,计算采用考虑了界面横向效应的两流体模型.为了掌握模拟过冷流动沸腾的基本方法,对数值差分方法、收敛准确性、相关模型(界面力和汽泡诱导的紊流)和汽泡尺寸进行了敏感性分析,建立了能够用于加热上升管内过冷流动沸腾局部相分布和汽水两相流动特性分析的CFD计算方法.空泡份额分布计算结果与实验结果比较表明,在低空泡份额工况下,两者符合较好,在高空泡份额工况下两者存在一定偏差,并且汽相速度和汽泡尺寸的计算结果不理想.计算结果与实验结果之间的差异说明程序模型对于加热上升管内过冷流动沸腾模拟并不完善,建立更为合理的汽泡尺寸模型,考虑汽泡的合并和撕裂是必要的。

摘要： 设计了一种新型的带有双传感ERT电极圈的射流泵，并应用电阻层析成像技术(ERT)，在无干扰流场的情况下成功的测量了气液两相在射流泵的掺混情况。实验管线为内径50mm的透明有机玻璃管，共6组实验被执行。实验结果表明，ERT技术不仅能够进行许多流态下的流型识别，也能进行复杂流动的可视化研究。

摘要： 设计了一种新型的带有双传感ERT电极圈的射流泵，并应用电阻层析成像技术(ERT)，在无干扰流场的情况下成功的测量了气液两相在射流泵的掺混情况。实验管线为内径50mm的透明有机玻璃管，共6组实验被执行。实验结果表明，ERT技术不仅能够进行许多流态下的流型识别，也能进行复杂流动的可视化研究。

摘要： 设计了一种新型的带有双传感ERT电极圈的射流泵，并应用电阻层析成像技术(ERT)，在无干扰流场的情况下成功的测量了气液两相在射流泵的掺混情况。实验管线为内径50mm的透明有机玻璃管，共6组实验被执行。实验结果表明，ERT技术不仅能够进行许多流态下的流型识别，也能进行复杂流动的可视化研究。

摘要： 本发明提供的是一种利用局部瞬时空泡份额获得整体瞬时空泡份额的方法。读取压差、压强及局部空泡份额原始数据；将局部空泡份额赋为整个管段即测量段空泡份额的初值，并计算气相真实平均速度；通过气相真实平均速度计算整个管段上游部分中的气泡将要运动到局部空泡份额采集位置所需要的时间，或者下游部分中的气泡已经离开空泡份额采集位置所花费的时间；利用所述时间找到相应空泡份额数据，对空泡份额数据求算术平均值得到新的整体空泡份额，并进行判断。相对于局部瞬时空泡份额，本发明适用于定常流动中空泡份额的获得，周期性脉动流、非定常流动以及多相流动中空泡份额的获得。能够更真实地反映管道内的气液两相流整体瞬时空泡份额的变化情况。

摘要： 本发明公开了一种窄矩形通道全场瞬态空泡份额测量系统及方法，该系统包括探测器模块、发射电路、接收电路和计算分析模块，探测器模块包括电极片阵列和电信号接收底板，电极片阵列设于上流道板内壁面上，以下流道板作为电信号接收底板；通过发射电路按次序给电极片阵列的每个电极片一个电压信号，电极片被激发后产生的电流通过电极片与电信号接收底板间的两相流流体介质后，经过电信号接收底板传回给接收电路；计算分析模块从接收电路按时序接收的电流信号大小来计算出对应电极片处介质的电导率，计算该电极片处的介质的相态。本发明测量精度高，以独特的探测器模块设计解决了矩形通道结构狭窄的问题，实现矩形通道内全场瞬态空泡份额测量。

摘要： 本发明涉及一种液态金属气液两相流横截面瞬时空泡份额分布成像系统，包括多层电极丝网、直流电源以及数据采集设备；所述多层电极丝网设置在气液两相流的流道横截面上；所述电极丝表面涂有电阻涂层；所述直流电源的两级分别连接液态金属与电极丝，以使电流由直流电源一级经过液态金属、电阻涂层、金属丝回到直流电源另一级；所述数据采集设备，用于采集流经每一根电极丝的电流大小，以对流道内液态金属气液两相流横截面瞬时空泡份额分布成像。本发明解决液态金属气液两相流中无法使用传统电阻式和电容式丝网传感器测量相态分布的缺陷，可用于液态金属气液两相流的快速成像与测量。

摘要： 本发明提供的是一种利用局部瞬时空泡份额获得整体瞬时空泡份额的方法。读取压差、压强及局部空泡份额原始数据；将局部空泡份额赋为整个管段即测量段空泡份额的初值，并计算气相真实平均速度；通过气相真实平均速度计算整个管段上游部分中的气泡将要运动到局部空泡份额采集位置所需要的时间，或者下游部分中的气泡已经离开空泡份额采集位置所花费的时间；利用所述时间找到相应空泡份额数据，对空泡份额数据求算术平均值得到新的整体空泡份额，并进行判断。相对于局部瞬时空泡份额，本发明适用于定常流动中空泡份额的获得，周期性脉动流、非定常流动以及多相流动中空泡份额的获得。能够更真实地反映管道内的气液两相流整体瞬时空泡份额的变化情况。

摘要： 本发明提供了一种平面型光纤探针传感器的空泡份额测量系统及方法。所述测量系统包括光源、耦合器、环形器、光电转换模块、采集模块、平面型光纤探针传感器和处理模块；光源产生的光束经过耦合器分成多束，每束光束通过环形器分成两路，光电转换模块将平面型光纤探针传感器反射回来的光信号转换成电信号，并将电压信号传送到处理模块，处理模块将每个通道的电压信号进行归零化，并计算阈值UΔX，通过阈值UΔX判断，得到新电压信号U′，并计算出准确的气泡参量，通过气泡参量得到气泡经过的长度，求出空泡份额。本发明采用探针端面为平面的光纤探针传感器作为测量工具，并利用阈值设置和干涉预判计算的方法能较精准的测量空泡份额。

摘要： 本发明涉及一种液态金属气液两相流横截面瞬时空泡份额分布成像系统，包括多层电极丝网、直流电源以及数据采集设备；所述多层电极丝网设置在气液两相流的流道横截面上；所述电极丝表面涂有电阻涂层；所述直流电源的两级分别连接液态金属与电极丝，以使电流由直流电源一级经过液态金属、电阻涂层、金属丝回到直流电源另一级；所述数据采集设备，用于采集流经每一根电极丝的电流大小，以对流道内液态金属气液两相流横截面瞬时空泡份额分布成像。本发明解决液态金属气液两相流中无法使用传统电阻式和电容式丝网传感器测量相态分布的缺陷，可用于液态金属气液两相流的快速成像与测量。

摘要： 本发明公开了一种棒束子通道内气液两相流空泡份额分布快速计算方法，包括步骤1：对流道横截面划分网格，将流道横截面离散成若干网格区域，根据流道平均轴向流速、预设的空泡份额分布α1和总粘性μT，利用数值求解方法，得到液相的轴向速度分布u：步骤2：根据液相的轴向速度分布u和预设的空泡份额分布α1，计算湍动能分布TKE；步骤3：根据液相速度分布u、湍动能分布TKE，计算气泡径向不同界面力；步骤4：根据不同界面力相互平衡，确定空泡份额分布α2；步骤5：判断α2和α1之间的差异是否超过阈值ε，若未超过，输出α2，完成计算；若超过，则对α1进行修正：并返回步骤1重新计算，直到迭代收敛。

摘要： 本发明堆芯测量技术，具体涉及一种铅铋堆气泡堆芯分布实验的空泡份额测量方法及装置。搭接测量装置，包括截面为套筒、固定于套筒内的电加热棒，以及通气管，电加热棒外壁上设有热电偶，套管内填充不透明流体；利用热电偶4测量对应位置的温度，记录温度随时间的变化；等到热电偶测量温度稳定后，从套管下部间隔的向气体通道内通入气泡，采用过程中热电偶测得温度，记录温度随时间的变化；在相邻的轴向高度分别获得壁面平均温度，取差值得到对应的空泡份额。能够准确得到冷却剂通道不同位置的空泡份额，进而得到气泡进入堆芯的分布行为。

摘要： 本发明是一种水平管道内空泡份额在线测量系统与方法，可实时测量管道内的气液两相泡状流空泡份额值，涉及热工水力、石油开采与输运和蒸汽生产等技术领域。本发明由水平管段、差压测量装置、质量流量计及数据分析系统组成，具体包括水平管段、水平尺、取压孔、导压管、差压变送器、质量流量计、数据传输线路、数据采集系统和数据分析程序组成。本发明借助水平尺保证水平管道安装的水平度，通过差压变送器测量两取压孔之间的压差，通过质量流量计直接测量两相流质量流量、结合在数据分析程序中输入的气液两相物性参数，运用两相流摩擦压降公式即可计算空泡份额数值。

摘要： 本发明提供了一种适用于窄矩形通道的非接触式空泡份额测量系统，包括：电极组件和PCB板，电极组件交错排布在PCB板的同一侧；其中，电极组件包括多个发射极和多个接收极，PCB板安装在窄矩形通道的壁面一侧；当窄矩形通道内的气液两相流经过PCB板时，电极组件采集气液两相流产生的电导信号，将电流信号转换为空泡份额。本发明体通过多组电极单元体，能够调整电极单元体体积和数量即可针对不同尺寸的窄矩形通道进行测量。