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蒸汽发生器下封头对核主泵入口流场影响

排灌机械工程学报 2016年第4期34卷 277-282页

作者：侯向陶王鹏飞许忠斌阮晓东浙江大学化工机械研究所浙江杭州310027 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027

为了研究AP1000蒸汽发生器（SG）下封头对反应堆冷却剂泵（RCP）入口流场的影响,将SG下封头与RCP统一建模,采用CFD方法对其耦合模型进行全三维流场计算,分别研究了在稳态和瞬态情况下SG下封头对RCP入口流场的影响.稳态计算时,将均匀入... 详细信息

为了研究AP1000蒸汽发生器（SG）下封头对反应堆冷却剂泵（RCP）入口流场的影响,将SG下封头与RCP统一建模,采用CFD方法对其耦合模型进行全三维流场计算,分别研究了在稳态和瞬态情况下SG下封头对RCP入口流场的影响.稳态计算时,将均匀入流下缩尺泵的数值计算结果与试验结果进行对比,以验证数值计算方法的正确性;瞬态计算时,进行了时间步长无关性验证,以准确分析压力脉动特性.结果表明：在SG下封头的影响下,RCP入口处产生了周向不均匀的轴向速度并且形成了2个回转方向相反的旋涡;瞬态下,核主泵入口处形成了2个低压区,与均匀入流情况相比,监测点的压力系数标准差增幅达53%~90%;SG下封头使RCP入流产生预旋,且与叶轮形成较大的冲角,使得RCP扬程、效率分别下降了1.5%~7.7%,2.6%~4.1%.

关键词：蒸汽发生器下封头核主泵入口流场 AP1000 计算流体动力学

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反应堆一回路对核主泵叶轮入流特性的影响

排灌机械工程学报 2023年第10期41卷 973-980页

作者：黎义斌张帆郭艳磊李冬浩王秀勇王岩杨从新瞿泽晖兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050 中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室四川成都610213

为了研究反应堆一回路对核主泵(RCP)叶轮入流特性的影响,将蒸汽发生器(SG)、入口弯管、冷热段管道、核反应堆及RCP进行联合简化建模.基于CFD方法对其一回路进行流场计算分析,对比分析均匀入流条件下RCP数值计算结果与试验结果,可以发现... 详细信息

为了研究反应堆一回路对核主泵(RCP)叶轮入流特性的影响,将蒸汽发生器(SG)、入口弯管、冷热段管道、核反应堆及RCP进行联合简化建模.基于CFD方法对其一回路进行流场计算分析,对比分析均匀入流条件下RCP数值计算结果与试验结果,可以发现,由数值模拟得到的扬程和效率误差均在5%以内,验证了数值计算方法的正确性.在反应堆一回路中采用多孔介质模型,通过泵特性曲线与管路特性曲线的动态匹配,使得闭式系统RCP流量与额定工况值相差0.998%,扬程相差3.76%,二者误差较小,从而实现了管路阻力的动静态调节.研究结果表明:入口弯管内流动的周向对称性被破坏,其压力和速度分布呈现不均匀分布,受弯管曲率的影响,在离心力作用下产生二次流动;与均匀入流工况相比,非均匀入流工况下RCP入口处形成了一对回旋方向相反的旋涡,速度和压力的对称分布特性被破坏,且沿周向和径向的轴向速度变化均大于平均速度的80%.因此,本研究建立的数值预测方法可以为研究反应堆一回路对RCP叶轮入流特性的影响提供理论依据.

关键词：核主泵反应堆一回路入口流场非均匀入流数值模拟

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水下航行器尾流数值仿真和特征分析

西安工业大学学报 2022年第1期42卷 14-20页

作者：王熙湲段存丽周燕李丽艳西安工业大学光电工程学院西安710021 中国科学院半导体研究所光电系统实验室北京10083

为研究水下航行器尾流特征的影响因素。文中借助圆柱绕流模型对尾流进行了数值仿真分析,基于计算流体力学中的大涡模型,通过二维和三维的数值仿真分析了航行器与入口间距、航行环境深度和航行器直径对尾流特征的影响。仿真结果表明:航... 详细信息

为研究水下航行器尾流特征的影响因素。文中借助圆柱绕流模型对尾流进行了数值仿真分析,基于计算流体力学中的大涡模型,通过二维和三维的数值仿真分析了航行器与入口间距、航行环境深度和航行器直径对尾流特征的影响。仿真结果表明:航行器与入口之间的距离越大,受冲击流的影响,尾流横向分散且分离处扩散的面积增加,尾流的速度减小;航行器航行深度对水下航行器附近的尾流影响较小,尾流速度随深度增加而快速衰减;航行器直径越大,尾流“卡门涡街”特征越明显,对周围流体的速度分布影响范围越大,尾流的速度增加。

关键词：水下航行器尾流特征入口流场圆柱绕流

脉动背压离心压气机非定常性能与流场实验研究

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脉动背压离心压气机非定常性能与流场实验研究

作者：张恺悦上海交通大学

学位级别：硕士

离心压气机广泛应用于车船与航空动力、化工及能源运输与转化等诸多领域,提升离心压气机性能至关重要。在相关应用领域中,当与活塞往复式运动机械联合运行或与爆轰燃烧模式耦合工作时,压气机处于强烈的脉动背压环境,其性能及流场将显著... 详细信息

离心压气机广泛应用于车船与航空动力、化工及能源运输与转化等诸多领域,提升离心压气机性能至关重要。在相关应用领域中,当与活塞往复式运动机械联合运行或与爆轰燃烧模式耦合工作时,压气机处于强烈的脉动背压环境,其性能及流场将显著异于恒定背压工况。开展针对脉动背压条件下离心压气机的实验与理论研究,对提升动力装置性能与实现节能减排均具有重要意义。压气机入口流场是影响下游流动结构及气动稳定性的关键。本文开展了脉动背压条件下离心压气机性能及流场实验测量研究,主要包括以下内容:首先设计并建造了离心压气机非定常测试台架,自主开发了适用于高频脉动背压的全自动步进式流场测量装置,可使探针在压气机内部实时步进,克服了离心压气机紧凑的结构、高转速以及高频脉动压力带来的测量困难。其次,探明了脉动背压条件下压气机的性能及流场分布规律。结果表明:脉动背压下,压气机系统表现出显著的充满-排空效应,压比曲线呈围绕稳态的迟滞环,其尺寸、形状分别与时均流量及脉动频率相关;压气机效率较稳态下降显著,最高达近8个百分点。脉动强度在传播过程中随距离逐渐弱化,导致主叶片及分离叶片前缘压力分布存在较大差异。同时,压气机入口不同测点速度大小和相位存在明显差异。进一步测量压气机入口流场后,发现脉动背压条件下测量面上半区速度显著低于下半区,且该畸变强度随流量正相关。压气机入口速度在脉动周期内大幅振荡,且同一迟滞环内平均流量点的上升沿及下降沿的流场呈不同分布形式。压气机入口气流角在周向约85%叶高处出现明显的非对称畸变,该叶高处气流角在脉动周期内的强畸变区域占比随频率负相关。最后,通过数值分析揭示了压气机入口流场畸变的机理:叶轮出口的周向压力非均匀分布向压气机上游传播导致了压气机入口速度和气流角的畸变,同时造成脉动背压下迟滞环内相同瞬时流量点入口流场差异,畸变强度与周向压力变化的斜率正相关。

关键词：脉动背压离心压气机全自动流场测量装置入口流场