脉动流条件下棒束通道阻力特性研究

作者：祁沛垚; 李兴; 邓坚; 于晓勇; 谭思超^*

来源：原子能科学技术, 2021, 55(05): 840-848.

• 脉动流
• 棒束通道
• 定位格架
• 流动阻力

受海洋条件影响,浮动核反应堆(FNR)回路冷却剂会发生周期性流量波动现象,影响系统热工水力特性。为研究这一现象,对脉动流条件下5×5燃料棒束的阻力特性进行了试验研究。试验的周期平均雷诺数Reta=0.8×103～9×103,脉动幅值Au=0.2～0.8,无量纲频率ω′1/2=1.26～2.81。试验结果表明:脉动流条件下流体加速会导致瞬时阻力系数大于对应雷诺数的稳态值,减速会使瞬时阻力系数小于稳态值,且这一偏离值随流体流速的减小而增大。此外,在脉动流过程中,周期平均摩擦阻力系数λta和局部阻力系数kta都大于对应平均雷诺数下的稳态值。通过提出无量纲参数Cf=λta/λst和Csg=kta/kst来评价脉动流对周期平均阻力系数的影响。Cf和Csg随Au和ω′1/2的增加而增加,随Reta的增加而减少。且在相同的脉动流参数下,Csg小于Cf,说明流体波动对定位格架局部阻力的影响较小。最后,通过量纲分析,根据阻力系数的变化规律建立了预测λta和kta的计算关系式,得到了较好的预测结果。

• 单位
  武汉第二船舶设计研究所; 中国核动力研究设计院; 哈尔滨工程大学