弥散流工况下矩形窄缝通道鼓包对流动传热的影响

摘要

[目的]分析弥散流膜态沸腾工况下鼓包尺寸及间距对通道流动传热的影响.[方法]采用Ansys Fluent软件对带鼓包结构的矩形窄缝通道进行几何建模和网格划分，并针对弥散流传热机理构建弥散流传热数值计算模型，对不同鼓包高度、直径和间距的矩形窄缝通道流动传热特性进行计算分析.[结果]鼓包对流体出口温度及鼓包区域局部温度产生明显影响.鼓包的出现导致流域横截面变小、鼓包顶部和壁面间的流体流速增大，使得局部传热能力增强，但由于多个鼓包排列导致阻力增大，使燃料板后段的整体传热能力下降，壁面温度波动接近15.0 K,容易导致传热恶化的提前发生.鼓包高度、直径和间距的增大，均使流体温度和壁面温度上升的趋势逐渐增强，温度最高值也呈上升趋势.[结论]弥散流工况下，鼓包的出现使得矩形窄缝通道后段的整体传热能力下降，壁面温度波动加剧，容易导致传热恶化的提前发生.在实际应用中需充分考虑该因素，以保证燃料元件在冷却剂丧失事故下的安全性和完整性.

关键词

矩形窄缝通道 / 鼓包 / 弥散流膜态沸腾 / 数值模拟