螺旋结构对螺旋三叶燃料元件流动换热影响的实验研究与理论分析.docxVIP

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2025-09-13 发布于广东
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螺旋结构对螺旋三叶燃料元件流动换热影响的实验研究与理论分析.docx

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螺旋结构对螺旋三叶燃料元件流动换热影响的实验研究与理论分析

文档概要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2

1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.3研究目标与内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.4技术路线与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

螺旋管壳构型对传热影响的机理探讨．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

2.1流体运动特性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

2.2对流换热机理解析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

2.3结构参数对流动参数的作用关系．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

实验装置与测量方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

3.1实验系统设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

3.2模型材料与制备技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

3.3性能参数检测手段．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

3.4数据采集与处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

实验工况及结果．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

4.1标准工况设置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

4.2功率水平测试结果．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

4.3流体动力学特征分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

4.4传热系数实验数据．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

理论计算与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

5.1数学模型建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

5.2数值求解方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

5.3模拟工况设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

5.4计算结果验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50

实验与理论结果对比．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52

6.1数据互证分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53

6.2误差来源探讨．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56

6.3模型修正措施．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．58

结论与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．59

7.1主要研究结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．61

7.2研究局限性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62

7.3未来研究方向．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．65

1.文档概要

在现代核能技术的发展下，螺旋结构燃料元件因其高效的能量转换能力和紧凑的空间利用率而备受关注。螺旋三叶燃料元件在增益提升和管理核反应中发挥着关键作用，但是其流动换热特性的研究和理解尚不充分。本研究的目的在于通过实验方法和理论分析这两条路径，对螺旋结构燃料元件内的流体流动和传热现象进行深入解析。我们将探讨螺旋流道对流体流动的影响，以及它们对核能燃料元件换热效率的潜在贡献。

为此，本研究设立了精密实验模型，采用高温高压条件下的热工水力学实验技术，对螺旋三叶燃料元件内部和外表面的温度分布、流体变化情况进行了细致观察。实验结果将以