增材热交换器典型流道过冷沸腾及过热蒸汽传热特性研究
核工程与核技术资助企业:
中国核动力研究设计院
企业导师: 何戈宁

指导教师: 丛腾龙

项目成员: 李伟宏,周新中

项目概述
中国核动力研究设计院提出通过使用增材制造技术在换热器内部单一流动管道全长中兼顾各个流型的特点针对性分段式设计流道的几何结构有利于制造出重量更轻、成本更低、复杂度更高的换热器。通过采用于单相水和过冷沸腾段添加肋片以促进传热并且优化过冷沸腾起始点(ONB)的位置、于过热蒸汽段添加点阵结构以优化传热困难区的传热效果的方式可以在整体上提高换热器的传热性能和稳定性。本项目以此为背景,探究增材热交换器典型流道中具有肋片的单相水段和过冷沸腾段及具有点阵结构的过热蒸汽段的传热特性。
项目目标
在增材热交换器典型流道过冷沸腾传热特性研究中,分析无肋片六边形通道、直肋片六边形通道、旋转肋片(360°)六边形通道、旋转肋片(720°)六边形通道和旋转肋片(360°)圆形通道的流动特性和传热特性,并且探究几何结构、压力、热流密度和质量通量对于流动传热特性的影响与作用机理。在增材热交换器典型流道过热蒸汽传热特性研究中,分析带有多种类型点阵的六边形通道的流动特性和传热特性。并且探究几何结构和关键热工参数对于流动传热特性的影响与作用机理。
项目成果
在增材热交换器典型流道过冷沸腾传热特性研究中,获得了无肋片六边形通道、直肋片六边形通道、旋转肋片(360°)六边形通道、旋转肋片(720°)六边形通道和旋转肋片(360°)圆形通道的流固耦合几何模型、网格模型和流动传热特性,以及几何结构、压力、热流密度和质量通量对于传热特性的影响与作用机理。在增材热交换器典型流道过热蒸汽传热特性研究中,获得了带有多种类型点阵的六边形通道的流固耦合几何模型、网格模型和流动传热特性。