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精选教案:学习《核反应堆两相流与沸腾传热》课程的重要性

发布时间:2023-04-19   点击:

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核动力系统在正常运行过程中可能会发生两相流动不稳定性。

何谓流动不稳定性?

在加热的流动系统中,如果流体发生相变,也就是出现两相流时,流体以非均匀形态所出现的体积变化可能导致流动不稳定性。这里所说的流动不稳定性,是指在一个质量流密度、压降和空泡之间存在着耦合的两相系统中,流体受到一个微小的扰动后所产生的流量漂移或以某一频率的恒定振幅或变振幅进行的流量振荡。在此可以举个例子:比如在一个碗的上端面,有一个乒乓球,不管是从哪个角度下来,乒乓球总是最终静止在碗的底部中心,这种情况下系统最终一定是稳定的。另外一个例子:比如在一个篮球上有一个乒乓球,只要乒乓球受到扰动,一定会从篮球上跌落,这就是典型的固有不稳定现象,也很好揭示了流动不稳定性的本质。

还有一个问题:为什么在反应堆、蒸汽发生器以及其他存在两相流的设备中一般不允许出现流动不稳定性?

首先,流量和压力振荡所引发的机械力会使部件产生有害的机械振荡,导致部件的疲劳损坏;其次,流动振荡会干扰控制系统;再次,流动振荡会使部件的局部热应力产生周期性变化,从而导致部件的热疲劳破坏;最后,流动振荡会使系统内的传热性能变坏,极大地降低系统的输热能力,并使临界热流密度大幅度下降,造成沸腾临界过早出现。


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