大宽高比矩形窄缝通道沸腾起始点实验研究

来源：核动力工程杂志2023年第1期北京时间：

作者：曹乘雀, 匡波, 赵昱, 邓坚, 丁书华, 吴丹

单位：1.上海交通大学，上海，200240；2.中国核动力研究设计院，成都，610213；

摘要：矩形窄缝通道中的泡核沸腾起始点（ONB）预测对反应堆安全设计十分重要。针对通道尺寸为<inline-formula><tex-math id="M1">\begin{document}$ 50\;\mathrm{ }\mathrm{m}\mathrm{m}\times 3\;\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{m}\mathrm{m}\times 1000\;\mathrm{m}\mathrm{m} $\end{document}</tex-math><alternatives><graphic xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="2022030026_M1.jpg"/><graphic xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="2022030026_M1.png"/></alternatives></inline-formula>的竖直矩形窄通道，以去离子水为介质，通过监测壁面温度变化确认ONB的位置，研究了热流密度、质量流速、压力、入口过冷度等参数对ONB发生位置和壁面过热度的影响。收集并评价了已有的8个ONB预测模型，结合实验数据分析得到结论：基于池沸腾的ONB预测模型及其改进模型不能很好的适用于矩形窄通道内，尤其是针对质量流速带来的影响。一些针对矩形通道ONB预测开发的模型可以一定程度上反映ONB点壁面过热度随不同参数变化的发展趋势，但由于实验参数范围不够宽，适用范围和预测精度仍受到限制。结合影响矩形窄缝通道ONB发生的主要因素，推导了适用于计算宽谱参数工况下矩形窄通道中ONB点壁面过热度的解析解形式，并利用实验数据进行了拟合，新关系式超过95%的预测结果与实验结果偏差小于±20%。同时新关系式对其他相关公开文献的ONB数据预测仍在较好的误差范围内。

关键词：矩形窄通道, 泡核沸腾起始点（ONB）, 预测模型

基金资助：国家自然科学基金（U2067210)）