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关键词： 窄矩形通道   临界热流密度   可视化实验   气液两相特性   综合机理模型  

摘要： 在控制加热功率用两相流进行换热的工程设备中,临界热流密度（Critical Heat Flux,简称CHF）是一个非常重要的参数,当加热功率达到临界热流密度时,会出现壁温飞升和传热恶化的现象,而且通常伴随着加热壁面和系统设备的烧毁,同时CHF值制约着设备运行的最大功率,因此CHF对设备运行的安全性和经济性都有重要影响。窄矩形通道在先进核反应堆、电子冷却等日益广泛的应用,同时,由于沸腾临界的复杂性和窄矩形通道结构的特殊性,在常规通道中关于CHF的研究成果又很难简单类推到窄矩形通道中,因此需要针对窄矩形通道内的沸腾临界特性开展可视化实验研究,明确沸腾临界触发机理,建立可以反映窄矩形通道内不同触发机理的综合型机理模型。本文以窄矩形通道内临界热流密度为研究对象,设计并搭建高温高压实验回路。回路以去离子水作为实验工质,窄矩形通道窄缝尺寸的变化范围是1-5 mm,实验中系统压力变化范围是1-4 MPa,入口过冷度为60-120℃,质量流速为300-2000 kg/（m2·s）。为了借助可视化手段深入探究不同运行工况下窄矩形通道内沸腾临界触发机理,由不锈钢加热板和石英玻璃形成单面加热可视化窄矩形通道,利用高速摄影仪拍摄流道内从两相沸腾开始一直到沸腾临界发生时的气泡动力学特性和气液两相演化特性。基于控制变量方法和实验结果,本文获得了不同热工参数对CHF的影响规律。在实验工况范围内,随着窄缝尺寸、系统压力、入口过冷度和质量流速的增加,窄矩形通道中CHF都有增加的趋势,而且窄缝尺寸的减小会导致压力影响转变点提前。基于参数影响分析,采用参数无量纲化及逐步回归拟合的方法,建立了可以反映窄缝尺寸影响的窄矩形通道内CHF预测经验关系式,平均预测误差为18%。考虑窄矩形通道内窄缝挤压效应,修正了现有CHF查询表中的尺寸因子K1,使得基于常规通道提出的CHF查询表可以预测窄矩形通道内CHF值,平均预测误差为20%。建立了两个隐藏层五个神经元节点的神经网络来预测窄矩形通道内沸腾临界实验值,平均预测误差约为13%。基于窄矩形通道内从沸腾直至沸腾临界发生时的可视化结果,结合气泡受力和理论分析,建立了窄矩形通道中气泡尺寸限制因子模型,结合数字化图像处理技术,获得了窄矩形通道内气泡动力学特性并建立了气泡生长模型和气泡速度模型。根据窄矩形通道中两相流动演变特征,发现随着窄缝尺寸的增加,在临近沸腾临界触发时,通道依次处于环状流、搅混流、弹状流和泡状流,基于此分析了不同窄缝尺寸中各种流型产生原因和沸腾临界触发机理。同时发现在质量流速较小时,实验中可能会出现由流动不稳定造成的壁面附近冷却工质干涸,从而导致沸腾临界早发,此时窄矩形通道中通常处于弹状流和搅混流交替出现的流型状况。根据沸腾临界触发条件以及通道内流型特征,将获得的不同窄缝尺寸下窄矩形通道内可视化实验结果分类总结,探究不同类型沸腾临界下窄矩形通道内气泡动力学特性、底层传热特性和沸腾临界触发机理,建立了一个窄矩形通道内CHF综合机理模型qc=η1qc1+η2qc2。对于偏离泡核沸腾型沸腾临界（DNB型沸腾临界）,系数η1和η2取决于通道内空泡份额,两部分热流密度分别为向气相和液相传递的热量;对于干涸型沸腾临界（Dryout型沸腾临界）,系数η1和η2同样取决于通道内空泡份额,两部分能量分别为向液膜传递的能量和使加热壁面形成干斑所需的能量;对于由流动不稳定触发的早发型沸腾临界（PM型沸腾临界）,系数η1和η2取决于两种交替流型出现的时间占比,两部分能量分别为两种流型下对应的壁面热流密度。基于窄矩形通道内气泡动力学参数模型和其他子模型来封闭构建的CHF综合机理模型,将综合机理模型预测值分别与实验获得的DNB型沸腾临界实验值、Dryout型沸腾临界实验值、PM型沸腾临界实验值,以及调研得到双面加热窄矩形通道中沸腾临界实验值进行比较,结果发现对DNB型沸腾临界平均预测误差为15.2%（方差为21.3%）,对Dryout型沸腾临界平均预测误差为10.1%（方差为12.7%）,对PM型沸腾临界平均预测误差为11.2%（方差为13.8%）,对双面加热窄矩形通道中CHF值的平均预测误差约为13.6%（方差为15.7%）,对非均匀加热窄矩形通道中的CHF值,平均预测误差为15.9%（方差为19.1%）。本文通过可视化实验、理论分析和模型构建相结合的方法,明确了不同窄缝尺寸下窄矩形通道内气泡动力学特性、气液两相演化特征和沸腾临界触发机理,修正现有CHF预测方法,使其能够预测窄矩形通道中CHF值,建立了窄矩形通道中气泡动力学模型和可以反映不同沸腾临界触发机理的CHF综合机理模型。

关键词： 思想政治理论课   马克思主义   立德树人  

摘要： 纵观我国高校思想政治理论课程建设的七十余年,其在不断前进中形成了独特的发展规律:以不同时期我国社会的主要矛盾和主要任务为基本依据,以对大学生进行思想品德教育和马克思主义理论教育为主要内容,不断把马克思主义中国化的理论成果纳入其中,体现了鲜明的思想性、政治性。在新时代背景下,为落实立德树人根本任务、办好思想政治理论课,我国高校思想政治理论课程建设更要在高校党建工作、教师队伍建设、课程改革创新等多层面总结历史经验,用以指导之后关系国家发展的思想政治教育工作。

关键词： 继续教育   口腔医学教育   无痛牙科治疗技术   镇静镇痛  

摘要： 我国口腔镇静镇痛技术起步较晚,发展不均衡,众多基层医生缺乏无痛操作正确理念及基本技能。北京协和医院口腔科无痛牙科治疗中心自2010年起根据国内日益增长的无痛牙科治疗的需求,精心设计了“无痛牙科治疗技术和牙科镇静技术”国家级继续教育项目。项目实施的12年期间,培训了来自全国20多个省市的400多名学员,推动了我国口腔镇静镇痛诊疗技术的开展,获得了良好的社会效益。文章就该项目的课程设计、实施经验及未来展望进行总结和分析,以期为国内推广实施规范化的牙科镇静镇痛培训提供参考,促进我国口腔镇静镇痛事业的发展。

关键词： 应用型   电工电子学   课程改革   混合式教学  

摘要： 《电工电子学》课程是我校针对非电类专业学生开设的一门必修专业基础课,它的主要任务是通过授课、实验、实习等教学环节使学生掌握电工电子的基本理论和基本知识,受到基本技能训练,了解电工电子技术发展的概况,为学习后续课程及从事与其专业有关的工程技术和科学研究打下一定的基础。本文分析讨论了应用型本科高校电工电子学课程的改革方案,从教学内容、教材、教学方案、课程评估等方面进行了介绍。完成了在线课堂平台的搭建,以及翻转课堂模型的设计,为相关课程的信息化建设提供了一些参考意见。

关键词： 通过压力容器外部冷却实现熔融物堆内滞留   椭球形下封头   临界热流密度   影响因素  

摘要： 为得到通过压力容器外部冷却实现熔融物堆内滞留(IVR-ERVC)条件下椭圆形压力容器下封头外壁临界热流密度(CHF)量值及其分布,本文采用全高度一维ERVC实验回路装置,以椭圆弧形厚壁加热铜块模拟压力容器下封头,在自然循环条件下对不同角度位置处的CHF量值进行实验研究。同时开展可视化实验,通过高速摄影获取CHF发生时近壁面处两相分布及变化的图像,结合观测结果得到了朝下加热曲面上CHF触发典型机理的初步证据,即加热壁面附近液膜蒸干使热量难以有效导出,导致壁面温度快速升高。进一步地,实验研究了入口过冷度、淹没液位、阻力与自然循环流量,以及ERVC流道间距对CHF限值的影响。实验结果表明:在不同条件下,CHF均随加热壁倾角的增加而增大;入口过冷度增加能较明显提高CHF;热壁上的CHF随液位提高略增大;而在一定范围内,通过阀门调节而改变自然循环阻力特性与流量,对CHF的影响相当有限。此外,实验结果表明,流道间距变化对CHF影响较复杂,间距与两相边界层厚度的相对大小以及流道外侧壁对气相的流线型约束状况对CHF量值与分布都有影响。

关键词： Dryout   CHF   亥姆霍兹不稳定性   机理模型  

摘要： 文章开发了一种干涸型临界热流密度机理模型,以亥姆霍兹相界面稳定性作为Dryout型CHF发生的判据,并以此推导出了CHF发生时的汽相速度表达式。根据液膜厚度求得的CHF值应与根据亥姆霍兹临界稳定时求得的CHF值相同,因此引入了液膜厚度计算的经验关系式,并以此与亥姆霍兹临界稳定时对应的汽相速度进行迭代计算获得收敛的CHF值。该模型计算速度快,且通过改变液膜计算公式及触发Dryout现象时的汽相速度表达式,可应用于不同的研究对象和工况范围,可移植性较强。通过与文献中已有实验数据对比验证,该模型在宽参数范围内的平均误差为30%,充分证明了该模型的正确性。

关键词： 临界热流密度   可视化   搅混翼  

摘要： 本研究通过可视化的方式探究了单根加热棒表面的沸腾危机现象和定位格架对气泡行为的影响。单棒方形通道方腔为19 mm×19 mm,中间放置直径为9.5 mm的均匀加热棒,流体工质为R-134a,实验工况压力为1.8~2.7 MPa,质量流速为600~2100 kg/(m^(2)·s),进口过冷度为10~40℃。利用高速摄像机观察了沸腾危机过程中的现象以及定位格架对气泡行为的影响,并对比了相同流动条件下有无搅混翼叶片的临界热流密度(CHF)实验结果。实验结果表明:发生沸腾危机时,局部膜态沸腾所形成的气膜向周向扩展直至棒表面形成稳定的膜态沸腾。定位格架对气泡行为的影响主要体现在条带-弹簧对气泡的撕裂作用和搅混翼叶片引起的旋流。搅混翼叶片对CHF的增强作用随质量流速和压力的增加而增加,低质量流速下,CHF强化作用不明显。

关键词： 材料概论   双语   教学质量   教学内容  

摘要： 《材料概论》是材料类专业的一门专业基础课程。《材料概论》课程双语体系的建设有助于学生进一步学习其他专业课程,并对学生考研有重要影响。此外,该课程体系的建设可为培养具有国际化视野的材料学人才、提升毕业生的国际就业能力提供助力。本文主要从如何提升双语教学的质量、完善教学内容、师生角色互换以及如何在课程设计中融入课程思政方面进行了研究与探讨。

关键词： Dryout   CHF   计算模型  

摘要： 文章开发了一种环状流三流体临界热流密度计算模型,分别对液膜、液滴和汽相建立基本的守恒方程,采用空泡份额、相间摩擦、壁面摩擦、夹带沉积等本构模型对守恒方程进行补充。采用有限差分法对环状流三流体模型进行离散和数值求解。在宽广的热工参数范围内,模型的计算结果大部分误差在30%以内,证明了该模型的正确性。

关键词： 临界热流密度   窄矩形通道   汽泡动力学   机理模型  

摘要： 窄矩形通道因具有结构紧凑,换热面积大等优点而被广泛应用于各大热流领域。通过完善窄矩形通道中临界热流密度的预测方法,建立临界热流密度(Critical Heat Flux,CHF)机理模型,可以提高反应堆安全性和经济性。本文对窄矩形通道内竖直向上流动CHF进行了实验研究,并结合相关实验研究发现,对窄矩形通道中存在的两种典型的汽泡(滑移型汽泡和浮升型汽泡)进行分析验证。在此基础上,开发了一种基于窄矩形通道汽泡动力学特性的CHF机理模型,并提供一组本构关系用于封闭所开发的模型,同时使用实验数据对提出的模型进行评价,对比结果发现,新模型在窄矩形通道中预测结果良好,误差小于±30%。