PDF《环形狭缝通道内沸腾换热传热 特性的实验研究》

第21 卷第3期核科学与工程Vo1.

21 No.

3 2001 年9月Chinese Journal of Nuclear Science and Engineering Sep.

2001 收稿日期 :200024229 作者简介 :刘瑞兰(1968 - ) ,女,1993 年获西安交通大学核反应堆工程与安全专业硕士学位.现为西安交通大学核能专业在 读博士生. 贾斗南(1934 - ) ,男 ,博士生导师 ,教授.现主要从事反应堆热工和反应堆安全方面的研究工作. 王增辉(1976 - ) ,男,1998 年获西安交通大学核反应堆工程与安全专业学士学位.现为西安交通大学核能专业在 读博士生. 环形狭缝通道内沸腾换热传热 特性的实验研究 刘瑞兰 ,贾斗南 ,王增辉 ,苏光辉 ,秋穗正 (西安交通大学能源与动力工程学院 ,710049) 摘要:对环形狭缝间隙为

110 mm ,低质量流量下 ,狭缝内流动沸腾换热的传热特性进行了实验研究. 实验以去离子水为工质 ,实验压力范围为 :1155~3172 MPa ,质量流量的范围是 :9153~19165 kg/ h.实验 研究结果表明 :11 以Jens2lottes 公式对实验数据进行整理 ,得到的公式中的系数明显增大 ,而以 Chen 公 式对实验数据进行整理 ,得到的公式中的系数则有所减小 ,说明此时环形狭缝间隙内的流动沸腾换热很 可能是泡核沸腾和两相强制对流共同起作用的结果.21 在实验所做的参数范围之内 ,内管的传热系数 比外管的高. 关键词 :沸腾换热 ;

环形狭缝 ;

低质量流量

1 引言人们对环形狭缝内沸腾换热的传热特性已 进行过多方面的研究.在强化换热的应用技术 方面 , Galaktionov 等人[1] 对间隙为

2 ,3 ,4 ,5 ,6 mm 的自然循环特性进行过研究 ;

而Ishibashi 的 研究表明 ,当窄缝间隙小到一定程度时 ,窄缝对 沸腾换热有强化作用[2] ,但他的研究仅局限于

115 MPa 之下 ;

对在高温高压低质量流量下环 形狭缝内流动沸腾强近循环特性的研究报道则 很少见. 本文主要是对环形狭缝中低质量流量下饱 和沸腾强迫循环的换热特性进行实验研究.本 文的工作是试图寻找到一种适合于低质量流量 下环形间隙饱和沸腾强迫循环换热的实验关联 式 ,以解释这种低质量流量情况下环形狭缝内 流动的饱和沸腾强迫循环的换热特性.

2 实验回路及试验工作段

211 实验回路 本实验研究是在中压热工水力实验回路 (全部为不锈钢材料) 上进行的.实验装置主要 由屏蔽泵、 稳压器、 预热段、 实验段、 冷凝器等组 成.回路的流程简图如图

1 所示.

212 试验工作段 图2是间隙为

110 mm 的环形通道下饱和 沸腾传热实验的试验工作段.试验工作段是由 Φ8 *

1 mm 的不锈钢内管放在 Φ14 *

2 mm 的外 管内 ,形成具有

110 mm 间隙的同心圆环狭缝通 道.其结构尺寸如图

2 所示. 试验工作段的内管和外管都是通过直接通 电(低电压、 大电流) 的方式进行加热 ,并用调压

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2 ? 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 图1实验回路简图 Fig.

1 Experimental test loop P 压力表 T 温度测点 TWO 实验段外壁温 V 阀门

1 主泵

2 稳压器

3 蛇型预热器

4 流量计

5 ,6 ,7 ,8 电加热预热器

9 U 形预热器

10 压力传感器

11 实验段

12 实验段差压变送器

13 冷却器

14 一次侧进水系统

15 高点排气

16 稳压器进气系统 器调节内外管所需的变热流密度的加热条件. 试验工作段的外管外壁温用自制并经标定过的 Φ015 mm 的镍铬2镍硅热电偶测量.热电偶用 电容冲击焊法点焊在所需测量的位置上.沿试 验工作段高度每隔