基于流量振荡的窄矩形通道内临界热通量机理模型

设备最大运行功率受临界热通量(CHF)限制,而流量振荡会导致沸腾危机早发,此时的临界热通量称为PM-CHF.为了研究流量振荡条件下窄矩形通道内的临界热通量,进行单侧加热窄矩形通道内竖直向上流动条件下沸腾危机可视化实验,实验工质为去离子水,质量流速范围为350～2000 kg/(m2·s),窄缝宽度范围为1～5 mm,系统压力范围为1～4 MPa.结果显示,在窄矩形通道中CHF随质量流速的增加而线性增加.当流速较小时会发生流量振荡,振荡周期约为0.1 s.流量振荡继而导致沸腾危机早发,其流型表现为弹状流-搅混流.此外,针对本实验观察到的流量振荡和窄矩形通道内气泡动力学特性,从流量振荡的角度进行理论分析与推导,建立窄矩形通道内由于流动失稳引起的PM-CHF机理模型,预测误差在30％以内.