[發明專利]一種蒸汽發生器管束兩相橫向流彈失穩分析方法

有效

• 申請號: 201510335090.4
• 申請日: 2015-06-17
• 公開（公告）號: CN104899387B
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發明（設計）人: 柳軍;宋志文;郭曉強;劉咸;王偉;趙洪亮;李時德
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種蒸汽發生器管束兩相橫向流彈失穩分析方法，其特征在于，蒸汽發生器管束兩相橫向流彈失穩分析方法包括：建立兩相橫向流彈失穩的顯式解析模型；確定求解該解析模型所需要的兩相流計算參數；最后求解解析模型得到管束的穩定區圖；

其具體步驟為：建立兩相橫向流彈失穩的顯式解析模型中，為了考慮從中心管向外的面積微擾，采用以下線性衰減函數：

f(s)=s-s1sa-s1,s1≤s≤sa]]>

f(s)＝1,s_a≤s≤s_s

式中，曲線坐標s用以表示流動路徑；足夠遠的上游位置為s_l；流管在s_a位置開始附著于柔性管，并在s_s位置分離；

建立兩相橫向流彈失穩的顯式解析模型中，擾動衰減和時間衰減僅發生在“流管”路徑上，以下給出兩組針對平行三角形管束的面積擾動方程

式中，f(s)為線性衰減函數，管子運動和流體力之間的時間延遲通過相位函數，為擾動衰減和時間衰減的相位函數，為擾動衰減的相位函數，α為管陣排列的夾角角度；

確定求解該解析模型所需要的兩相流計算參數，根據均相流模型(HEM)假設，兩相流的兩相充分混合，并且密度和溫度分布均勻，不存在氣相和液相的相對滑移，可將空泡份額定義為：

αH=1/(1+1-XaXaρgρl)]]>

式中，X_a為真實含氣率，ρ_g和ρ_l分別為氣相和液相的密度；

確定求解該解析模型所需要的兩相流計算參數，兩相流中多跨熱交換器管的阻尼包括支撐阻尼ζ_S、粘性阻尼ζ_V和兩相阻尼ζ_TP：

ζ_T＝ζ_S+ζ_V+ζ_TP

通量很高、空泡份額很大的情況下，支撐就是干的，此時只有摩擦阻尼存在，這種情況下，支撐阻尼與氣體中的熱交換器管阻尼相同：

ζ_T＝ζ_S+ζ_V+ζ_TP

管和支撐之間存在液體時，支撐阻尼ζ_S既包括壓膜阻尼ζ_SF又包括摩擦阻尼ζ_F：

ζS=ζSF+ζF=(N-1N)[1460f(ρlD2m)+0.5](Llm)1/2]]>

粘性阻尼：

ζV=100π8(ρTPD2m)(2υTPπfD2)1/2{[1+(D/De)3][1-(D/De)2]2}]]>

兩相阻尼比：

ζTP=4.0(ρlD2m)[f(αH)]{[1+(D/De)3][1-(D/De)2]2}]]>

式中，ρ_l是管和支撐間液體的密度，D_e是周圍管子的等效直徑，D是管子的外徑，m是單位長度管子的總質量，N是折流板的數目，包括用兩相流均相密度計算的水動力附加質量，l_m是管子的特征長度，L是支承板寬度，f是管子的頻率，ρ_TP是氣液兩相等效密度，υ_TP是等效運動粘度，υ_TP＝υ_l/[1+α_H(υ_l/υ_g-1)]，υ_g和υ_l分別為液相和氣相的運動黏度，而f(α_H)的確定

f(α_H)＝α_H/40 α_H＜40％

f(α_H)＝1 40％≤α_H≤70％。

f(α_H)＝1-(α_H-70)/30 α_H＞70％