倾斜并联内螺纹管汽-水两相流密度波型脉动试验研究 experimental research on density wave oscillation of steam-water two-phase flow in parallel inclined internally ribbed pipes.pdfVIP

第26卷第l期 核动力工程 、，01．26．No．1 2005年2月 NuclearPOwer Feb．2O05 Engineering 文章编号：0258．0926(2005)01．0011．04 倾斜并联内螺纹管汽一水两相流密度 波型脉动试验研究 高峰，陈听宽，罗毓珊，尹飞，刘伟民 (西安交通大学多相流国家重点实验室．710049) 6头内螺纹管，研究了压力、质量流速、进口过冷度以及两管热负荷不均匀对高压汽．水两相流密度波脉动的 影响。结果表明，随压力增加，系统稳定性增加；随质量流速增加．临界热负荷增加，而临界干度下降；进 口过冷度对密度波脉动呈现单值性影响，随进口过冷度下降．临界热负荷降低；在其他条件相同的情况下， 并联管不对称加热时的临界热负荷较对称加热时的临界热负荷更高。 关键词：倾斜并联内螺纹管；汽．液两相流；密度波脉动 中图分类号：TKl24文献标识码：A 1 引 言 在长度达到15m的倾斜并联内螺纹管试验段上． 在汽．液两相流动不稳定性这一研究领域，密 对强制循环的管内汽。液两相流密度波型不稳定 度波型不稳定性是最常见的不稳定类型。存在汽． 性进行了深入的试验研究，分析了试验现象发生 液两相流动的系统发生密度波不稳定脉动时，系 的机理，得到了在该条件下密度波型不稳定性发 统的流量、压差、温度和压力等参数都会发生脉 生的临界参数。 动，并引起系统的振动和管壁温度的波动，严重 时会发生传热恶化，导致受热面烧毁，威胁整个 2试验系统及方法 系统的安全运行。 本试验台采用闭式循环回路(图1)。高压储水 20世纪60年代以来，国外对压力降脉动、 箱的去离子水经屏蔽泵后进入预热段，使水温达 密度波型脉动和热力型脉动3种主要类型的两相 到试验设计的欠热温度。从预热段出来的欠热水， 流不稳定性进行了研究【l】。我国从20世纪80年经过(或不经过)脉冲箱进入分配集箱；分配集箱 代开始对沸腾两相流动的不稳定性进行研究，取 将热水分配到2根几何尺寸完全相同的试验管 得了一系列成果【2。】。对并联管汽一液两相流不稳 段；水在试验段被加热为一定干度的汽．液混合 定性的研究【5’6】，国内外的研究主要集中在垂直管 物。经汇集集箱后，汽水混合物被冷凝器冷却， 和水平管，而倾斜并联管的试验研究则较少。且 再回到高压储水箱，形成闭式回路循环。 试验管段长度大都在4m以下，管径一般不大于 内螺纹管，经容水法标定计算，其水力直径为 15mm。试验工质大多为Fbon，用水做工质的少 部分高压实验也是采用高质量流速和高热负荷， 较低质量流速的研究并不多见【6l。 本文针对过去研究的不足．在西安交通大学 螺旋上升布置，螺旋倾角为19．5，两根平行并联 高温高压试验回路上，采用工程中使用的管型， 管子间距为0．4m。 收稿日期：200中11．04；修回日期：2004-12．16 基金项目：国家自然科学基金资助项目 万方数据 12 核动力工程 3试验结果及其分析 密度波型脉动试验是在试验段上游不投入脉 冲箱的条件下进行的。实验中，脉动出现时的出