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GH3128高温拉伸强度设计方法的优化

清华大学学报（自然科学版） 2015年第9期55卷 998-1002页

作者：赵熹原鲲周羽清华大学核能与新能源技术研究院先进核能技术协同创新中心先进反应堆工程与安全教育部重点实验室北京100084

国产镍基高温合金GH3128在高温下具有良好的强度,有望成为超高温气冷堆(very high temperature reactor,VHTR)核心部件中间换热器(intermediate heat exchanger,IHX)的主要结构材料。该文针对美国机械工程师协会(American Society of Mechanical Engineers,ASME)标准应用于GH3128时无法在全温度段得到一致可靠设计余量的不足,采用正态分布直接计算的方法,通过整体多项式、分段多项式以及分段指数这3种拟合方式,对拉伸性能设计许用值进行了计算。分析结果表明:针对现有的GH3128拉伸性能数据,应分别采用分段多项式拟合及分段指数拟合来求抗拉强度和屈服强度的设计许用值,并且这种方法给出的设计许用值曲线可以在全温度区间给出一致可靠的设计余量,可作为超高温气冷堆中间换热器结构设计的参考依据。

关键词：超高温气冷堆(VHTR) 中间换热器(IHX) GH3128 拉伸强度

高温堆中间换热器流道的湍流边界层与传热特性

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清华大学学报（自然科学版） 2013年第9期53卷 1305-1309页

作者：吴彦楠董玉杰原鲲清华大学核能与新能源技术研究院先进反应堆工程与安全教育部重点实验室北京100084

为提高高温气冷堆中间换热器的换热效率,对中间换热器单元流道的湍流边界层分布及其传热特性进行了理论计算和不同湍流模型的模拟分析,得到了适用于中间换热器高温高压单元流道的湍流模型。根据不同模型的边界层分布以及中心区流体速度... 详细信息

为提高高温气冷堆中间换热器的换热效率,对中间换热器单元流道的湍流边界层分布及其传热特性进行了理论计算和不同湍流模型的模拟分析,得到了适用于中间换热器高温高压单元流道的湍流模型。根据不同模型的边界层分布以及中心区流体速度和温度的变化情况,发现在单元流道内流体边界层区和Poiseuille流动区的相关特征及分界点。同时,验证了3种湍流模型在Nu-Re数关系及壁面局部摩擦阻力2种情况下,与理论公式解的吻合情况,为下一步增加人为粗糙度的强化传热研究提供了理论支持。

关键词：高温堆湍流边界层传热特性中间换热器

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预混火焰面附近的湍流特性测量

清华大学学报（自然科学版） 2007年第3期47卷 445-448页

作者：原鲲张孝谦清华大学核能与新能源技术研究院北京100084 中国科学院工程热物理研究所北京100080

为考察预混火焰面附近的湍流特性,以及湍流与化学反应相互作用的机理,采用激光多普勒技术(laser Doppler anemometry,LDA)对本生火焰和V型火焰的流场进行了诊断。分别通过固体粉末和雾化硅油液滴进行无条件和条件示踪,研究了全场及反应... 详细信息

为考察预混火焰面附近的湍流特性,以及湍流与化学反应相互作用的机理,采用激光多普勒技术(laser Doppler anemometry,LDA)对本生火焰和V型火焰的流场进行了诊断。分别通过固体粉末和雾化硅油液滴进行无条件和条件示踪,研究了全场及反应物来流的流动特性。无条件示踪的测量结果表明,火焰区的流场存在湍流度迅速增大然后衰减的现象,而速度的测值呈现双峰分布。条件示踪测量结果表明,在火焰区内反应物来流的流动特性并没有发生明显的改变。在剪切流场中,火焰面的脉动和皱褶不显著影响上游反应物的流动特性。

关键词：燃烧湍流预混火焰相互作用

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平面预混滞止火焰冷态流场湍流特性研究

航空学报 2007年第1期28卷 64-67页

作者：原鲲张孝谦清华大学核能与新能源技术研究院北京100084 中国科学院工程热物理研究所北京100080

建立了预混滞止火焰燃烧实验装置,采用激光多普勒测速方法,对平面预混滞止火焰的冷态流场的湍流特性进行了流场相干测量并展开了分析。通过对射流轴线上的湍流度进行测量发现,靠近滞止板的绝对湍流度呈现加速上升的趋势。采用multipoin... 详细信息

建立了预混滞止火焰燃烧实验装置,采用激光多普勒测速方法,对平面预混滞止火焰的冷态流场的湍流特性进行了流场相干测量并展开了分析。通过对射流轴线上的湍流度进行测量发现,靠近滞止板的绝对湍流度呈现加速上升的趋势。采用multipoint相干速度测量的结果表明,靠近滞止板的湍流积分长度尺度逐渐降低。经分析,是由于滞止流动轴线上的流线受到压缩而产生的结果。该实验结果和数据处理方法为将来的热态实验提供了基础数据和技术支持。

关键词：湍流预混火焰湍流特性

水煤浆燃烧技术用于造纸黑液处理的研究(英文)

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燃烧科学与技术 2002年第1期8卷 13-16页

作者：原鲲陈丽芳吴承康中国科学院力学研究所北京100080

对水煤浆燃烧技术用于造纸黑液处理进行了中试研究。多种不同组成的黑液煤浆在改造过的 6 .5 t/ h的链条炉上进行了燃烧试验。对黑液燃烧产物如烟气、烟尘及灰渣进行了成分测试 ,对锅炉混烧水煤浆前后的效率进行了分析比较。结果表明 ,... 详细信息

对水煤浆燃烧技术用于造纸黑液处理进行了中试研究。多种不同组成的黑液煤浆在改造过的 6 .5 t/ h的链条炉上进行了燃烧试验。对黑液燃烧产物如烟气、烟尘及灰渣进行了成分测试 ,对锅炉混烧水煤浆前后的效率进行了分析比较。结果表明 ,黑液煤浆与层燃煤混烧提高了锅炉效率并降低了污染。水煤浆燃烧技术在该领域的成功应用为造纸黑液的处理提供了新的思路。

关键词：水煤浆黑液煤浆造纸链条炉黑液处理废水处理燃烧

高温气冷堆中间换热器层流边界层的传热特性分析

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原子能科学技术 2014年第9期48卷 1565-1570页

作者：吴彦楠董玉杰原鲲清华大学核能与新能源技术研究院先进反应堆工程与安全教育部重点实验室北京100084

为提高高温气冷堆中间换热器的换热效率,对中间换热器单元流道的层流流动边界层及热边界层进行了理论计算和模拟分析。利用幂次多项式速度分布的方法,对流道内的层流流动边界层和热边界层进行计算,结果表明,三次式的速度分布更为接近Bla... 详细信息

为提高高温气冷堆中间换热器的换热效率,对中间换热器单元流道的层流流动边界层及热边界层进行了理论计算和模拟分析。利用幂次多项式速度分布的方法,对流道内的层流流动边界层和热边界层进行计算,结果表明,三次式的速度分布更为接近Blasius精确解,也更为符合数值模拟的结果。同时,结合不同位置的温度分布,可发现上、下边界层的相遇会使流动进入泊肃叶的抛物线形式,边界层理论继而不再适用。通过模拟还发现,氦气的进口温度和出口压力对于层流边界层的换热基本无影响;恒定热流密度下,壁面温度的变化分为明显的边界层区和泊肃叶区,在这两个区域壁面温度呈线性变化。

关键词：层流边界层传热特性中间换热器

粗糙元对高温气冷堆中间换热器强化传热性能的影响

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原子能科学技术 2014年第S1期48卷 208-212页

作者：吴彦楠董玉杰原鲲清华大学核能与新能源技术研究院先进反应堆工程与安全教育部重点实验室北京100084

为提高高温气冷堆中间换热器的换热效率,通过增加人为粗糙元的方式,对强化传热的效果进行CFD模拟分析,比较粗糙元管道和光滑管道,分别从流场分布、轴向速度、横向速度、湍动能、温度场及壁面传热系数等方面,进行粗糙元对强化传热性能影... 详细信息

为提高高温气冷堆中间换热器的换热效率,通过增加人为粗糙元的方式,对强化传热的效果进行CFD模拟分析,比较粗糙元管道和光滑管道,分别从流场分布、轴向速度、横向速度、湍动能、温度场及壁面传热系数等方面,进行粗糙元对强化传热性能影响的初步探究。结果表明,人为粗糙元的存在会破坏湍流边界层的黏性底层,增强横向扰动,大幅提高对流换热的效率。同时,人为粗糙元会降低主流的轴向速度,增大沿程阻力。因此,通过这项初步探究可为以后设计出具有最佳传热效率的粗糙元流道,提供必要的理论支持。

关键词：人为粗糙元强化传热高温气冷堆中间换热器

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湍流预混滞止火焰冷态流场的实验研究

工程热物理学报 2004年第S1期25卷 221-224页

作者：原鲲张孝谦中国科学院工程热物理研究所北京100080

本文建立了预混滞止火焰燃烧实验装置,采用激光多普勒技术对湍流冷态流场进行了诊断。对测量的速度信息进行了分析和处理,得到了该测点的欧拉时间关联函数和积分时间尺度,并通过傅立叶转换得出湍流冷态流场的湍谱特性。该实验结果和数... 详细信息

本文建立了预混滞止火焰燃烧实验装置,采用激光多普勒技术对湍流冷态流场进行了诊断。对测量的速度信息进行了分析和处理,得到了该测点的欧拉时间关联函数和积分时间尺度,并通过傅立叶转换得出湍流冷态流场的湍谱特性。该实验结果和数据处理方法为将来的热态实验提供了基础数据和技术支持。

关键词：滞止火焰流场湍谱特性

确定GH3128高温拉伸性能设计许用值的方法

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清华大学学报（自然科学版） 2014年第9期54卷 1236-1239页

作者：原鲲赵熹叶萍史韵白王捷清华大学核能与新能源技术研究院先进反应堆工程与安全教育部重点实验室北京100084

国产高温镍基合金GH3128在高温条件下具有良好的强度,有望成为超高温气冷堆(VHTR)供热和发电利用的中间换热器(IHX)的主要结构材料。该文针对美国机械工程师协会(ASME)高温强度许用值设计标准应用于GH3128时无法给出清晰一致有效设计余... 详细信息

国产高温镍基合金GH3128在高温条件下具有良好的强度,有望成为超高温气冷堆(VHTR)供热和发电利用的中间换热器(IHX)的主要结构材料。该文针对美国机械工程师协会(ASME)高温强度许用值设计标准应用于GH3128时无法给出清晰一致有效设计余量的不足,采用正态分布直接计算的方法给出了容限范围母体比例为99%的设计许用值曲线,并同ASME设计标准给出的设计许用值曲线进行了对比。结果表明:容限范围母体比例为99%的设计许用值曲线可以在整个温度区间连续给出可靠的设计许用值以及一致有效的设计余量,可以作为高温气冷堆中间换热器结构设计的参考依据。

关键词：中间换热器(IHX) GH3128 抗拉强度超高温气冷堆(VHTR)