含绕丝棒束内横向流动的可视化实验与数值模拟研究

• Published in: 原子能科学技术 Vol. 57; no. 5; pp. 968 - 977
• Main Authors: 孙牧川, 王汉, 陆道纲
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 华北电力大学核科学与工程学院,北京 102206 01-05-2023
• Subjects: 棒束; 粒子图像测速; 螺旋绕丝; 可视化; 横向流动
• ISSN: 1000-6931
• DOI: 10.7538/yzk.2022.youxian.0493

TL33; 螺旋绕丝是第4代先进核反应堆燃料组件的定位装置之一,冷却剂在绕丝作用下发生定向交混和周期性横流,是影响燃料元件包壳温度的重要因素,有必要进行深入研究.本文采用粒子图像测速法对含绕丝7棒束内水的横向流动进行实验测量,得到了横截面整体速度分布和局部流动特性,并利用STAR CCM+软件进行了稳态数值模拟,分析了无量纲横向流速的变化规律.结果表明,棒束内存在整体环流和若干局部涡流,大尺度涡出现在棒和内壁附近,小尺度涡出现在棒和绕丝附近.随着雷诺数的增大,横向流动规律基本一致,但速度大小呈线性增长趋势.湍流模型敏感性分析表明,雷诺应力-椭圆混合模型对流场的预测与实验数据最为接近.横向流动具有明显的周期性,对于所选定的棒束结构,最大横向流速约为轴向流速的25％,且在绕丝经过棒间隙时出现突变.