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《基于多孔介質(zhì)模型的鉀熱管數(shù)值模擬.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應用文檔-天天文庫。
1、第４８卷第１期原子能科學技術(shù)Vol．４８，No．１２０１４年１月AtomicEnergyScienceandTechnologyJan．２０１４基于多孔介質(zhì)模型的鉀熱管數(shù)值模擬韓冶，柴寶華，周問，衛(wèi)光仁，畢可明，龍俞伊，馮波（中國原子能科學研究院反應堆工程研究設計所，北京１０２４１３）摘要：為研究鉀熱管內(nèi)傳熱傳質(zhì)機理，對鉀熱管進行了數(shù)值模擬。建立了固液氣三相耦合數(shù)學模型。其中對吸液芯液體流動區(qū)域采用了多孔介質(zhì)模型，該模型考慮了液體流動對熱管傳熱性能的影響。利用PHOENICS３暢６對數(shù)學模型進行數(shù)值計算，得到了熱管內(nèi)的穩(wěn)態(tài)工作參數(shù)。分析模擬結(jié)果得到了鉀熱管內(nèi)部各相工質(zhì)傳熱、傳質(zhì)
2、機理，并與試驗數(shù)據(jù)進行了比較。結(jié)果表明，模擬結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)符合較好。關(guān)鍵詞：鉀熱管；數(shù)值模擬；多孔介質(zhì)；PHOENICS中圖分類號：TL３３文獻標志碼：A文章編號：１０００‐６９３１（２０１４）０１‐００４９‐０５doi：１０．７５３８／yzk．２０１４．４８．０１．００４９NumericalSimulationofPotassiumHeatPipeBasedonPorousMediumModelHANYe，CHAIBao‐hua，ZHOUWen，WEIGuang‐ren，BIKe‐ming，LONGYu‐yi，F(xiàn)ENGBo（ChinaInstituteofAtomicEner
3、gy，P．O．Box２７５５９，Beijing１０２４１３，China）‐Abstract：Thenumericalsimulationofthepotassiumheatpipewasperformedforthepurposeofresearchingtheheatandmasstransfermechanismsinsidetheheatpipe．Athree‐phaseconjugatemathematicalmodelwasbuiltfortheheatpipe．Andtheporousmediummodelwasusedinthewickregion．Theeffe
4、ctofliquidflowonheattransferperformancewasconsidered．ThemathematicalmodelwassolvedbyPHOENICS３暢６toacquirethesteadystateoperationparameterinsidetheheatpipe．Theheatandmasstransfermechanismswereobtainedfromanalyzingthesimulationresults．Thesimula‐tionresultsareingoodagreementwithexperimentdata．Ke
5、ywords：potassiumheatpipe；numericalsimulation；porousmedium；PHOENICS隨著航天器向大型化方向發(fā)展，其功耗和率高、啟動性好及可工作于無重力環(huán)境等優(yōu)點，產(chǎn)生的廢熱均大幅增加。高溫熱管應用于高溫適合用于大功率航天器散熱系統(tǒng)。由于應用環(huán)環(huán)境，利用管內(nèi)工質(zhì)相變進行傳熱，能實現(xiàn)較高境為太空，對散熱系統(tǒng)及元件的性能、可靠性及的散熱功率。鉀熱管是高溫液態(tài)金屬熱管的一壽命都提出了較高要求，因此有必要對鉀熱管種，相比于其他類型熱管，具有等溫性好、比功進行深入的理論及試驗研究。收稿日期：２０１２‐１０‐３１；修回日期：２０１３‐０１‐２３
6、作者簡介：韓冶（１９８４—），男，遼寧大連人，助理工程師，碩士，反應堆熱工水力專業(yè)５０原子能科學技術(shù)第４８卷鉀熱管內(nèi)的流動傳熱過程較為復雜，包括蒸氣流動相關(guān)研究，對蒸氣流動區(qū)域作二維軸管壁導熱、吸液芯液體流動、氣液界面工質(zhì)相變對稱、穩(wěn)態(tài)、層流和氣體可壓縮假設，給出該區(qū)和氣腔內(nèi)蒸氣流動。全面了解這些過程的機域控制方程為：理，有助于改進熱管試驗，并對熱管結(jié)構(gòu)優(yōu)化設１抄抄·（vrv）＋ρν（vwv）＝ρ０（１）計提供更多的理論支持。由于鉀熱管工作溫度r抄r抄z２和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的限制，其內(nèi)部一些工作參數(shù)很難vvv抄vv＋w抄vv抄vv４１ρv－v＝２μ＋··抄r抄z抄z３r通過試驗測得。目
7、前，利用計算機模擬，預測鉀２抄抄vv４vv１抄wv抄pv熱管相關(guān)性能參數(shù)是行之有效的方法。國外對r－２＋－（２）抄r抄r３r３抄z抄r抄r熱管理論研究開展較早，對高溫、低溫及中溫熱抄wv抄wv２抄１管先后建立了純導熱模型［１］、多孔介質(zhì)模型［２］、vwv＋vvρ－v－·μ抄z抄r３抄zr［３］非達西輸運模型；國內(nèi)理論研究則相對較少，２抄４抄wv１抄抄wv［４］（rvv）＋２＋·r＋柴寶華等對鉀熱管建立了純導熱模型，計算抄r３抄zr抄r抄r結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)符合較好。１抄抄vv抄pv·r＝－（３）
