包層第一壁流道強化換熱及增殖球床導熱性能實驗研究.pdf

1、國際熱核聚變實驗堆（ITER）包層對流換熱性能以及傳熱性能，是包層研究中重要的參數(shù)。各個參與國的科學家都在對其熱力學性能進行模擬研究。許多計算結果已經(jīng)運用到包層結構實際加工過程中。但這些數(shù)據(jù)的準確性值得懷疑?；谶@一點，本文通過實驗方式對包層的熱力學性能進行研究。
　　本文基于現(xiàn)有包層第一壁模型結構，搭建對流換熱試驗臺架。設計數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，加熱系統(tǒng)及實驗氣路。對流換熱試驗采用全工況實驗方式，對不同雷諾數(shù)、管道截面、以及熱流密度下第

2、一壁流道對流換熱能力進行實驗。針對25mm寬管道進行數(shù)值建模，并比較實驗與模擬結果的差異。為了解包層增殖模塊傳熱規(guī)律，建立包層球床等效導熱率測量的實驗裝置。其中Li2TiO3球床由1-1.5mm直徑的陶瓷小球組成，并放置在寬度為20mm的圓柱形空間內。探索不同溫度，填充率，填充氣體情況下，球床等效導熱率變化情況。
　　換熱實驗結果表明，熱流密度對管道的對流換熱能力影響很小。但高熱流密度，尤其是在高雷諾數(shù)下，會提高實驗數(shù)據(jù)測量的準確

3、性。管道截面對流道的對流換熱能力影響很大，25×25mm寬方形管道的對流換熱效果最好，當雷諾數(shù)超過70000以后這種效果更加明顯。異型彎管改進方案，可以強化流道整體以及彎頭局部的對流換熱效果。與普通彎頭流道比較，流道損失增加較少。數(shù)值模擬與試驗得到的壁面溫度和管道壓降變化趨勢基本一致，最大誤差小于9％，采用該方法對包層進行數(shù)值模擬是可行的。球床實驗測量不同球床平均溫度和填充率情況下的等效導熱率。填充率為88%的球床實驗結果表明，等效導熱