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花瓣形棒束通道内单气泡上升行为数值模拟研究

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原子能科学技术 2023年第10期57卷 1899-1909页

作者：张文超李嘉元杨光孙建闯金光远蔡伟华东北电力大学热流科学与核工程实验室吉林省吉林市132012 清华大学先进反应堆工程与安全教育部重点实验室北京100084

气泡行为对两相流动与换热特性有重要影响。为了研究花瓣形棒束通道内气泡的动力学特性,采用流体体积法(VOF)模拟了静水中气泡在棒束通道内的气泡行为,获得了不同初始尺寸气泡的运动轨迹、形状和上升速度。结果表明,气泡在上升过程中存... 详细信息

气泡行为对两相流动与换热特性有重要影响。为了研究花瓣形棒束通道内气泡的动力学特性,采用流体体积法(VOF)模拟了静水中气泡在棒束通道内的气泡行为,获得了不同初始尺寸气泡的运动轨迹、形状和上升速度。结果表明,气泡在上升过程中存在横向移动现象。气泡初始尺寸越小,横向位移幅度越大,在上升过程中越容易碰触到花瓣形螺旋棒。随着气泡尺寸的增大,气泡稳定速度增大,稳定速度维持在0.2 m/s左右。气泡上升运动行为研究可以明晰花瓣形棒束通道内的气泡行为机理,为揭示两相流流动与换热机理奠定基础。

关键词：花瓣形棒束通道气泡轨迹气泡形状气泡上升速度数值模拟

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低电导率工质中气泡的极化运动实验研究

化工学报 2022年第9期73卷 3861-3869页

作者：苏巧玲王军锋张伟詹水清吴天一江苏大学能源与动力工程学院江苏镇江212013

为探讨电场作用下气泡在低电导率工质中的极化运动特性,采用高速数码摄像技术对气泡在正庚烷溶液中的生长和分散过程进行了可视化研究,并结合无量纲数分析了不同气体流量和施加电压下的气泡演变特征以及极化力主导的气泡运动规律。结果... 详细信息

为探讨电场作用下气泡在低电导率工质中的极化运动特性,采用高速数码摄像技术对气泡在正庚烷溶液中的生长和分散过程进行了可视化研究,并结合无量纲数分析了不同气体流量和施加电压下的气泡演变特征以及极化力主导的气泡运动规律。结果表明,增大电场强度可导致气泡生长周期缩短,气泡尺寸显著减小,产生频率加快。在低电场强度下,气泡运动主要表现为流体动力学特性;而在强电场作用下,气泡首先受极化力主导而表现为电流体动力学特性,其直线轨迹高度随BoE增大而增大。但随着电场强度在竖直方向上的衰减以及液相阻力影响,气泡运动速度不断减小;当气泡脱离极化力主导区域后,其运动再次表现为流体动力学特性,受尾迹诱导和气泡间相互作用影响,气泡在竖直方向上沿毛细管轴向四周扩散。

关键词：气液两相流直流电场极化力电导率脱离直径气泡轨迹

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多目高速摄影相机的水中微气泡参数测量

测绘科学 2023年第8期48卷 130-136,181页

作者：陈坚徐秀云范生宏任文涛范文杰李潘北京普达迪泰科技有限公司北京100083 北京威特空间科技有限公司北京102628

针对水中微气泡识别测量精度低的问题,该文提出一种基于多目高速摄影测量的水中微气泡参数测量方法,首先利用4台工业高速摄影相机搭建了多目摄影测量气泡观测系统,对水中的微气泡进行了采集,然后通过4台相机的正交双目测量技术计算出气... 详细信息

针对水中微气泡识别测量精度低的问题,该文提出一种基于多目高速摄影测量的水中微气泡参数测量方法,首先利用4台工业高速摄影相机搭建了多目摄影测量气泡观测系统,对水中的微气泡进行了采集,然后通过4台相机的正交双目测量技术计算出气泡的三维位置,并基于轮廓视觉包络方法对其三维模型进行了重建。在此基础上,通过测量生成的三维模型获取了气体夹带气泡的轨迹和气体夹带气泡的体积。实验表明,该方法在测量单个气泡体积的误差仅为0.31mm^(3),气泡个数的识别率高达99%,准确率为98.3%。说明该文提出的方法能有效地模拟出三维气泡的运动过程和轨迹,并精确获取气泡的体积。

关键词：微气泡多目高速摄影测量三维模型气泡轨迹气泡体积

极不均匀电场下油流速度对变压器油中气泡动力学行为的影响

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绝缘材料 2023年第6期56卷 82-87页

作者：钟焱罗日成阳冠菲刘鹏邓华宇闫瑾长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410004

为研究复杂电场下变压器油流速度对油中悬移气泡迁移与畸变的影响规律,本文利用数值模拟的方法分析了气泡在不同油流速度下的迁移路径、畸变程度等特征。结果表明:当油流速度小于0.24 m/s时,气泡形状会发生周期性变化,其变化频率约为100... 详细信息

为研究复杂电场下变压器油流速度对油中悬移气泡迁移与畸变的影响规律,本文利用数值模拟的方法分析了气泡在不同油流速度下的迁移路径、畸变程度等特征。结果表明:当油流速度小于0.24 m/s时,气泡形状会发生周期性变化,其变化频率约为100 Hz。油流速度与气泡偏移高压锥极的距离、气泡畸变率、气泡内最大电场强度成正相关。

关键词：变压器油极不均匀电场气泡轨迹畸变油流速度

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花瓣形燃料棒棒束通道内气泡行为分析

花瓣形燃料棒棒束通道内气泡行为分析

作者：李嘉元东北电力大学

学位级别：硕士

社会的发展导致核能需求持续增长,因此需要对核反应堆进行进一步优化,花瓣形螺旋棒作为新型燃料棒具有体表比大和自螺旋两大特点,提升反应堆的功率密度。燃料棒周围的气泡会影响流道内的热工水力特性,因此有必要研究燃料组件棒束通道内... 详细信息

社会的发展导致核能需求持续增长,因此需要对核反应堆进行进一步优化,花瓣形螺旋棒作为新型燃料棒具有体表比大和自螺旋两大特点,提升反应堆的功率密度。燃料棒周围的气泡会影响流道内的热工水力特性,因此有必要研究燃料组件棒束通道内的气泡行为。为了研究花瓣形棒束通道内气泡的动力学特性,采用流体体积法(VOF)模拟了静水中气泡在棒束通道内的气泡行为,并与圆形棒束通道内运动气泡进行了对比,获得了不同初始尺寸气泡的运动轨迹、形状、上升速度,通过气泡周围的流场、压力场分析气泡行为机理。结果表明:气泡在上升过程中存在横向移动现象。气泡尺寸越小,横向移动越明显,气泡越容易碰到壁面,碰触壁面后气泡沿壁面滑移。未碰触壁面的气泡向流道中心移动,最后沿中心稳定上升。计算尺寸范围内,气泡形状均为球形和椭球形。随着气泡逐渐上升,气泡的变形程度增大,纵横比减小,一段时间后达到稳定;随着气泡尺寸的增大,气泡稳定速度增大。若气泡未碰到壁面,气泡速度会在稳定速度附近波动,流场也会趋于稳定,尾流生成、脱落不断循环。通过气泡周围的压力分布可判断气泡的运动方向。与圆形棒束通道相比,花瓣形燃料棒棒束通道内的气泡横向位移幅度更大,更易碰触壁面,同时气泡形状变化程度更小。通过模拟棒束通道内不同入口流速条件下气泡的上升运动,获得了不同初始尺寸气泡的运动轨迹、上升速度及形状变化,并对气泡周围的流场及压力场进行分析。总结气泡的运动规律,对气泡的上升运动及碰壁行为进行分析预测。结果表明,在气泡碰触壁面前,随着气泡初始尺寸的增大,半径在0.5 mm-1.25 mm范围内气泡的横向位移幅度逐渐增大,气泡的形变程度及其最大上升速度逐渐减小。半径1.5 mm气泡由于其尺寸较大在上升过程中发生形变会与多根燃料棒接触,因此其横向位移幅度很小。随着通道内流体初始流速的增大,气泡的横向位移距离先增大后减小,气泡的纵横比不受入口流速影响。气泡上升运动研究可以明晰花瓣形棒束通道内的气泡行为机理,为通道内两相流动与换热研究奠定基础。

关键词：花瓣形棒束通道气泡轨迹气泡形状气泡上升速度数值模拟

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水平分布双气泡运动特性的可视化实验

高校化学工程学报 2019年第3期33卷 557-563页

作者：黄莹高璞珍徐鹏王超群钱旭梁哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室

为了研究双孔喷气工况下,孔径及孔间距对气泡的影响规律,通过可视化实验方法研究双孔壁面逸出气泡的运动特性,对不同孔径及孔间距情况下的两列气泡的运动轨迹、气泡脱离尺寸、气泡速度进行分析,并与单孔气泡生成及运动特性进行对比,得... 详细信息

为了研究双孔喷气工况下,孔径及孔间距对气泡的影响规律,通过可视化实验方法研究双孔壁面逸出气泡的运动特性,对不同孔径及孔间距情况下的两列气泡的运动轨迹、气泡脱离尺寸、气泡速度进行分析,并与单孔气泡生成及运动特性进行对比,得到孔口间距及孔口直径对气泡的影响规律。实验结果表明,当两列气泡并排上升时,两气泡之间距离并不会保持恒定,而是会出现相互靠近远离再靠近的循环震荡过程,且孔间距越小,气泡上升时所伴随的左右震荡的振幅越大;在孔径及气体流量均相同时,孔间距越小,脱离尺寸越小,气泡最终的稳定速度越小;当孔间距及气体流量均相同时,孔径越大,气泡的脱离尺寸越大,脱离尺寸与单孔情况的差值越大,气泡最终的稳定速度越大。

关键词：气泡两相流可视化实验气泡轨迹双孔出泡

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交流电场下变压器油中气泡动力学特性仿真

系统仿真学报 2016年第12期28卷 3081-3086,3094页

作者：赵涛刘云鹏律方成刘山华北电力大学电力工程系河北保定071003 国网保定供电公司河北保定071000

对交流电压下变压器油中柱板电极间气泡动力学特性进行了数值仿真研究。建立了交流电压下变压器油中气泡运动二维数值模型,通过麦克斯韦应力张量在气泡界面上的面积分求得气泡受到的电动力,通过气泡受力分析获得交流电场中不同位置释放... 详细信息

对交流电压下变压器油中柱板电极间气泡动力学特性进行了数值仿真研究。建立了交流电压下变压器油中气泡运动二维数值模型,通过麦克斯韦应力张量在气泡界面上的面积分求得气泡受到的电动力,通过气泡受力分析获得交流电场中不同位置释放后气泡的运动轨迹。计算结果显示在工频交流电场作用下,气泡在柱板电极间场强集中区域存在振荡平衡位置,不同大小的气泡对应的振动平衡位置比较接近,且处于柱板电极间场强集中区域。这意味着气泡有可能在该位置出现聚集,导致油间隙击穿电压的降低。

关键词：气泡轨迹聚集变压器油电动力

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气浮旋流装置气泡运动特性的实验研究

化学工程与装备 2022年第4期 30-32页

作者：王欣蒋刘畅孟观林中石化江汉石油工程设计有限公司武汉工程大学湖北省绿色化工装备工程技术研究中心

本文以气浮旋流内的气棥堓渂泡礂粒径及其运动轨迹的规律为研究对象，综合可?得礂，气浮旋流中气泡特性的最优组合为侧面充气、转速90rpm/min、充气压力0.5MPa。

关键词：气浮旋流气泡粒径气泡轨迹

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水平分布三气泡运动特性研究

力学与实践 2021年第2期43卷 204-211页

作者：黄鑫潘益鑫吕德磊陈韵海洪城绍兴文理学院土木工程学院浙江绍兴312000

为研究孔径、间距对三气泡运动特性的影响规律,本文利用高速相机和粒子图像测速仪观察三喷嘴气泡的运动过程,分析间距与孔径对三气泡的轨迹、速度、偏移量的影响,并与单气泡和双气泡进行对比,获得间距与孔径对气泡的影响规律以及流场对... 详细信息

为研究孔径、间距对三气泡运动特性的影响规律,本文利用高速相机和粒子图像测速仪观察三喷嘴气泡的运动过程,分析间距与孔径对三气泡的轨迹、速度、偏移量的影响,并与单气泡和双气泡进行对比,获得间距与孔径对气泡的影响规律以及流场对气泡的运动影响。实验结果表明,气泡数目的增多会使气泡运动轨迹更加复杂;气泡间距和孔径的增大或减小,对气泡的速度、流场、偏移量和运动轨迹都会产生影响。

关键词：高速摄影法粒子图像测速技术气泡行为两相流气泡轨迹