环形窄缝通道单相摩擦阻力特性研究

作者：彭军

来源：核技术, 2019, 42(10): 86-92.

• 环形通道
• 摩擦阻力
• 单相
• 偏心度

采用商业软件FLUENT6.3对不同宽度(h=0.775～1.742 mm,0.69<ri/ro<0.86)环形通道内单相水的层流(300<Re<1 800)和旺盛湍流(104<Re<105)的摩擦阻力系数进行计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)模拟,同时研究了不同偏心度(e=0.01～0.5)对摩擦阻力系数的影响,以考虑制造和装配过程中产生的偏心对环形通道中摩擦阻力的影响。结果分析表明:层流时,CFD计算结果与环缝理论解完全一致;湍流时,104<Re<5×104范围内,CFD计算结果与Blausius公式最为一致,5×104<Re<105范围内,CFD计算结果与McAdams公式最为一致;结合以上结论,提出以环缝等效水力直径为特征长度的单相摩擦阻力系数关系式f=0.257 5Re-0.23,该式在104<Re<105范围内,预测精度都较好。另外对偏心度影响的结果分析表明:摩擦阻力系数主要受偏心度大小的影响,偏心度越大,阻力系数下降越多;在相同偏心度下,环缝的宽度对阻力系数有一定影响,但影响程度较小;在相同偏心度下,相对于同心窄缝通道,雷诺数对阻力系数的降低程度没有影响。