铅铋介质中螺旋盘管管束三维流场数值模拟方法研究

作     者：殷一博 温济铭 田瑞峰 高璞珍 夏榜样 陈冲 张雪 谭思超 Yin Yibo;Wen Jiming;Tian Ruifeng;Gao Puzhen;Xia Bangyang;Chen Chong;Zhang Xue;Tan Sichao

作者机构：哈尔滨工程大学核科学与技术学院哈尔滨150001 哈尔滨工程大学黑龙江省核动力装置性能与设备重点实验室哈尔滨150001 中国核动力研究设计院先进核能技术全国重点实验室成都610213 

出 版 物：《核动力工程》 (Nuclear Power Engineering)

年 卷 期：2025年第46卷第1期

页      面：63-72页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082701[工学-核能科学与工程] 0827[工学-核科学与技术] 

基　　金：中核领创项目基金 

主　　题：螺旋盘管 铅铋介质 三维流场 大涡模拟(LES) 

摘      要：在换热器设计中,通过了解铅铋介质在管束中的旋流和涡流等三维流场特性,可以更好地预测和评估换热管设计,确保换热器的安全稳定运行。本研究基于数值模拟对温度为200℃、入口流速为0.5 m/s的铅铋介质在螺旋盘管中的漩涡脱落问题开展研究,以验证后的大涡模拟(LES)方法计算结果为标准,与不同模型进行对比,得到关于此问题的较高计算效率求解模型。结果表明,分离涡模拟(DES)剪切应力传输模型(SST) k-ω与LES模型相比具有较高的计算效率;在研究范围内螺旋盘管至少受漩涡脱落和湍流激振的影响,不同管子之间的脱落漩涡相互影响,导致升阻力频谱出现多峰特征;与直管束不同,螺旋管束下游的流动结构和速度分布都是不对称的,由于螺旋盘管升角的存在,增强了管间间隙的法向速度,且螺旋盘管的盘绕形状使横向速度分布更加不均匀。