包層第一壁流道強(qiáng)化換熱及增殖球床導(dǎo)熱性能實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）包層對(duì)流換熱性能以及傳熱性能，是包層研究中重要的參數(shù)。各個(gè)參與國(guó)的科學(xué)家都在對(duì)其熱力學(xué)性能進(jìn)行模擬研究。許多計(jì)算結(jié)果已經(jīng)運(yùn)用到包層結(jié)構(gòu)實(shí)際加工過(guò)程中。但這些數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性值得懷疑?；谶@一點(diǎn)，本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)方式對(duì)包層的熱力學(xué)性能進(jìn)行研究。
　　本文基于現(xiàn)有包層第一壁模型結(jié)構(gòu)，搭建對(duì)流換熱試驗(yàn)臺(tái)架。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，加熱系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)氣路。對(duì)流換熱試驗(yàn)采用全工況實(shí)驗(yàn)方式，對(duì)不同雷諾數(shù)、管道截面、以及熱流密度下第

2、一壁流道對(duì)流換熱能力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。針對(duì)25mm寬管道進(jìn)行數(shù)值建模，并比較實(shí)驗(yàn)與模擬結(jié)果的差異。為了解包層增殖模塊傳熱規(guī)律，建立包層球床等效導(dǎo)熱率測(cè)量的實(shí)驗(yàn)裝置。其中Li2TiO3球床由1-1.5mm直徑的陶瓷小球組成，并放置在寬度為20mm的圓柱形空間內(nèi)。探索不同溫度，填充率，填充氣體情況下，球床等效導(dǎo)熱率變化情況。
　　換熱實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，熱流密度對(duì)管道的對(duì)流換熱能力影響很小。但高熱流密度，尤其是在高雷諾數(shù)下，會(huì)提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量的準(zhǔn)確

3、性。管道截面對(duì)流道的對(duì)流換熱能力影響很大，25×25mm寬方形管道的對(duì)流換熱效果最好，當(dāng)雷諾數(shù)超過(guò)70000以后這種效果更加明顯。異型彎管改進(jìn)方案，可以強(qiáng)化流道整體以及彎頭局部的對(duì)流換熱效果。與普通彎頭流道比較，流道損失增加較少。數(shù)值模擬與試驗(yàn)得到的壁面溫度和管道壓降變化趨勢(shì)基本一致，最大誤差小于9％，采用該方法對(duì)包層進(jìn)行數(shù)值模擬是可行的。球床實(shí)驗(yàn)測(cè)量不同球床平均溫度和填充率情況下的等效導(dǎo)熱率。填充率為88%的球床實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，等效導(dǎo)熱