豎直管束外含空氣蒸汽冷凝傳熱特性數值分析
全標; 邊浩志; 丁銘; 羅涵禹; 鄒志強; 李鋒; 孫中寧 中國核動力研究設計院核反應堆系統設計技術重點實驗室; 成都610213; 哈爾濱工程大學核安全與仿真技術國防重點學科實驗室; 哈爾濱150001
關鍵詞：不凝性氣體 蒸汽冷凝 管束 數值模擬 局部現象
摘要：采用STAR-CCM+軟件對管束條件下含空氣蒸汽冷凝開展了數值模擬研究。主要考察了3×3管束、管間距為2倍管徑條件下不同傳熱管的局部場分布和流動傳熱特性。結果表明,在管束條件下,各傳熱管附近的空氣層發生了重疊,形成了高空氣濃度區。這一方面促進了氣體的自然對流,提高了對流傳熱能力;另一方面增加了空氣層厚度,抑制了冷凝傳熱。在管束結構的影響下,管束區域的濃度、溫度和速度梯度均較單管有明顯的差異,導致各傳熱管的局部傳熱系數沿軸向降低了50%以上,周向傳熱系數最大相差1.88倍。其中,軸向傳熱性能主要受濃度邊界層發展的影響,周向傳熱性能主要受相鄰傳熱管的影響。通過分析表面平均傳熱系數發現,各傳熱管較單管最大降低了9.06%。
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