管内临界热流密度的试验研究

摘要

在直径为8.2mm的均匀加热圆管上对强迫流动沸腾工况下的临界热流密度进行了试验,共获得101个数据,覆盖的参数范围为:压力3～21MPa,质量流率963～3776kg/m2s,进口含汽率-2.79～-0.08,欠热度19～337°C,出口含汽率-0.97～0.78,加热长度2.4m.研究发现:次临界压力区域(P＞18MPa),临界热流密度随着压力的增加明显减小.临界热流密度随质量流率、进口含汽率(进口欠热度)的增加而呈线性增加.出口过冷工况,临界热流密度依赖于局部条件;出口含汽工况,入口条件对临界热流密度有很大影响,表现为总功率控制效应,即随预热功率的增加,所需临界功率随之减小,而二者之和变化很小.试验数据分别与中国原子能科学研究院陈玉宙提出的计算公式和2006临界热流密度查询表(CHF LUT)进行了比对.在欠热及低含汽率范围内试验数据与陈玉宙关系式预测符合较好,但当含汽率大于0.1之后,陈玉宙关系式预测偏小.中低含汽率范围在(0～0.6)内,试验数据与查询表具有良好的一致性.过冷区域,查询表预测偏大.