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矩形窄通道空气自然对流换热特性实验研究工程热物理学报卢庆秋穗正叶忠昊苏光辉笛樽爸言唐鳷自然对流传热广泛应用于工业生产和日常生活中。已经有不少的学者对这一普遍存在的现象进行了研究。钤缈U沽耸逼桨寮笆钡截面流道内自然对流的实验研究和理论分析,其结论成为了许多后续研究者参考的依据。等针对莸牟蛔悖τ弥柿看ǖ莶饬技术实现质量传递与热传递的类比,详细研究了竖直平行平板窄边是否封闭对自然对流的影响。实验结果在低下与不符合,但是在高拢辖好。等】实验研究了在实验段出口设置绝热延长段对自然对流换热的影响。指出了出口延长段是否有利于增强自然对流与其结构形式有很大关系。但是,针对大宽高比竖直矩形窄缝通道内,空气自然对流换热特性的实验研究未见报道。分析这类流道结构中空气自然对流换热对于板状燃料元件反应堆的设计以及事故工况下的安全分析具有重要的意义。因此,本文对间隙为和宽度为,高为的竖直矩形窄缝通道内空气自然对流换热特性进行了实验研究,同时考察了在出口是否有烟囱对流道自然对流换热特性的影响。本实验系统由不锈钢电加热棒进行加热,实验段竖直放置,,陕西西安;靼步煌ù笱Ш丝蒲в牒思际跹г海挛魑靼摘要以电加热的方式,对高为,间隙分别为氖本形流道内空气自然对流换热特性进行了实验研究,同时考察了在实验段出口是否有绝热烟囱对自然对流换热特性的影响。结果表明,在流道间隙为的情况下,烟囱对自然对流换热特性的影响不明显。在间隙为时,烟囱的存在削弱了自然对流换热。同时所有实验数据可以按照有无烟囱的情况分别用统一的实验关联式进行关键词矩形窄缝通道;自然对流;换热特性;烟囱中图分类号:文献标识码:文章编号:—,.瑃;,收稿日期:——;修订日期:——作者简介:卢庆,男,重庆垫江人,博士生,主要从事核反应堆热工水力研究。年甆,。猌狧狧.,甌,瑀瓸畐,.籲;,琗痑痑,甋—
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死漂胍/‰窟—彳‘笛榉椒ḿ笆荽\式中,咒,Mǖ郎媳诿嫖露龋。变化小于,即认为该工况达到稳定,记录数据,通过下式计算出通道内壁面温度%彬取该截面内壁面温度为两侧壁面温度的平均值,莶杉搴鸵惶üた鼗形露炔量。实验段由如图所示的两块厚的槽型不锈钢板对焊而成,不同深度的槽型不锈钢组成长,宽,间隙分别为的矩形窄通道实验段。在实验段的出簂通过一转接腔室加装直径,长度为的不锈钢管来考察烟囱对自然对流换热的影响。整个实验本体及烟囱均为玻璃丝保温棉包敷,保温效果良好。如图所示,在流道的两侧对称布置匀电偶,沿实验段长方向以间距为均匀布置组热电偶,通过测量壁温计算壁面热流密度M在实验工作段的进出口测量空气温度。实验方法实验中通过调节变压器调整投加到电加热棒上的电压,维持该电压直到测得的测点温度每半小时然后重复下一组实验。本实验中由于实验本体的厚度很大,所以每一变工况后所需达到稳定的时间很长,一般在个小时左右。。根据通道两侧截面上热电偶所测得的温差,可由傅里叶定律分别求得各自的壁面热流密度:式中,‰为壁面热流密度,痬蝗￡2恍飧值导热系数,煌摺!NM獠嗳鹊缗疾獾玫奈度,。回ND诓嗳鹊缗疾獾玫奈露龋;如。两热电偶插孔之间的距离,N?拷ǖ滥诓热电偶插孔到通道壁面之间的距离,幌卤闖等于分别表示流道的左侧或者右侧壁面。取该截面壁面热流