沸腾通道的Ledinegg不稳定性研究

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Ledinegg不稳定性会对沸腾通道造成不利影响,可能会引起通道的烧坏,因此对沸腾通道中的Ledinegg不稳定性进行研究有重大意义。以并联n通道的特征方程为基础,通过矩阵分析的方法,本文得到了简洁实用的并联n通道的Ledinegg稳定性判据。由判据可知,当泵的压头-流量曲线的斜率αp<0时,为了使并联n通道稳定运行,至多有一个通道的压降-流量曲线的斜率满足αj≤0,其它通道的压降-流量曲线的斜率都要满足αj>0。通过分析判据可知,减小泵的压头-流量曲线的斜率以及在每个通道进口添加节流器能够提高并联通道的稳定性。针对单通道,本文分析了各个参数对其Ledinegg不稳定性的影响,得到结论:单通道的稳定范围随着热流密度和进口温度的增大而减小,随着水力直径和出口压力的增大而增大。针对并联过冷沸腾通道,本文分析了αp=0时热流不均匀对其Ledinegg不稳定性的影响,结果表明:对于并联双通道,当热流均匀度较大时,其总流量可能稳定范围随着热流均匀度的增大而增大,当热流均匀度较小时,其总流量可能稳定范围基本不随热流均匀度变化;对于并联三通道,当所有通道的热流密度均相等时,其总流量可能稳定范围最大。以动量差分方程为基础,本文对沸腾通道的Ledinegg不稳定性进行了瞬态模拟,研究了在不同的初始扰动下各个平衡运行点的流量漂移情况。结果表明:对于稳定运行点,无论初始扰动是正是负,系统都会回到初始运行点;随着初始扰动绝对值的增大,系统回到初始运行点所需的时间增加。对于不稳定运行点,如果初始扰动为正值,流量会一直增大并最终漂移到新的平衡运行点;如果初始扰动为负值,流量会一直减小并最终漂移到新的平衡运行点;随着初始扰动绝对值的减小,系统漂移到新的平衡运行点所需的时间增加。
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