矩形通道速度边界层可视化实验研究

TL33; 板状燃料组件结构紧凑、冷却剂通道狭窄,其边界层流场特性是决定矩形通道与常规通道内单相流动和传热特性存在差异的重要因素.本文采用粒子图像测速(PIV)技术,对间隙为2 mm和3 mm的矩形通道的速度边界层进行了可视化实验研究,分析了矩形通道边界层内速度分布、雷诺切应力等流场特性,探究了通道间隙对边界层的影响规律.实验结果表明,矩形通道的湍流边界层无量纲速度分布符合Spalding公式,在距离窄边壁面0.2～0.3 mm范围内存在雷诺切应力峰值区,随着雷诺数的增加,速度边界层的黏性底层逐渐减薄,对数律层占比增大,雷诺切应力峰值区向壁面方向靠近.减小矩形通道间隙,将会限制近壁面速度剖面的...

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Published in原子能科学技术 Vol. 57; no. 3; pp. 503 - 513
Main Authors 张永豪, 于晓勇, 刘卢果, 乔守旭, 谭思超
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 哈尔滨工程大学黑龙江省核动力装置性能与设备重点实验室,黑龙江哈尔滨 150001%中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室,四川成都 610213 01.03.2023
Subjects
矩形通道
Spalding公式
雷诺切应力
PIV
速度边界层
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Summary:TL33; 板状燃料组件结构紧凑、冷却剂通道狭窄,其边界层流场特性是决定矩形通道与常规通道内单相流动和传热特性存在差异的重要因素.本文采用粒子图像测速(PIV)技术,对间隙为2 mm和3 mm的矩形通道的速度边界层进行了可视化实验研究,分析了矩形通道边界层内速度分布、雷诺切应力等流场特性,探究了通道间隙对边界层的影响规律.实验结果表明,矩形通道的湍流边界层无量纲速度分布符合Spalding公式,在距离窄边壁面0.2～0.3 mm范围内存在雷诺切应力峰值区,随着雷诺数的增加,速度边界层的黏性底层逐渐减薄,对数律层占比增大,雷诺切应力峰值区向壁面方向靠近.减小矩形通道间隙,将会限制近壁面速度剖面的发展,使得近壁面速度梯度增大,湍流强度减小.
ISSN:1000-6931
DOI:10.7538/yzk.2022.youxian.0328