[发明专利]一种蒸汽发生器管束两相横向流弹失稳分析方法

权利要求书

1.一种蒸汽发生器管束两相横向流弹失稳分析方法，其特征在于，蒸汽发生器管束两相横向流弹失稳分析方法包括：建立两相横向流弹失稳的显式解析模型；确定求解该解析模型所需要的两相流计算参数；最后求解解析模型得到管束的稳定区图；

其具体步骤为：建立两相横向流弹失稳的显式解析模型中，为了考虑从中心管向外的面积微扰，采用以下线性衰减函数：

f(s)=s-s1sa-s1,s1≤s≤sa]]>

f(s)＝1,s_a≤s≤s_s

式中，曲线坐标s用以表示流动路径；足够远的上游位置为s_l；流管在s_a位置开始附着于柔性管，并在s_s位置分离；

建立两相横向流弹失稳的显式解析模型中，扰动衰减和时间衰减仅发生在“流管”路径上，以下给出两组针对平行三角形管束的面积扰动方程

式中，f(s)为线性衰减函数，管子运动和流体力之间的时间延迟通过相位函数，为扰动衰减和时间衰减的相位函数，为扰动衰减的相位函数，α为管阵排列的夹角角度；

确定求解该解析模型所需要的两相流计算参数，根据均相流模型(HEM)假设，两相流的两相充分混合，并且密度和温度分布均匀，不存在气相和液相的相对滑移，可将空泡份额定义为：

αH=1/(1+1-XaXaρgρl)]]>

式中，X_a为真实含气率，ρ_g和ρ_l分别为气相和液相的密度；

确定求解该解析模型所需要的两相流计算参数，两相流中多跨热交换器管的阻尼包括支撑阻尼ζ_S、粘性阻尼ζ_V和两相阻尼ζ_TP：

ζ_T＝ζ_S+ζ_V+ζ_TP

通量很高、空泡份额很大的情况下，支撑就是干的，此时只有摩擦阻尼存在，这种情况下，支撑阻尼与气体中的热交换器管阻尼相同：

ζ_T＝ζ_S+ζ_V+ζ_TP

管和支撑之间存在液体时，支撑阻尼ζ_S既包括压膜阻尼ζ_SF又包括摩擦阻尼ζ_F：

ζS=ζSF+ζF=(N-1N)[1460f(ρlD2m)+0.5](Llm)1/2]]>

粘性阻尼：

ζV=100π8(ρTPD2m)(2υTPπfD2)1/2{[1+(D/De)3][1-(D/De)2]2}]]>

两相阻尼比：

ζTP=4.0(ρlD2m)[f(αH)]{[1+(D/De)3][1-(D/De)2]2}]]>

式中，ρ_l是管和支撑间液体的密度，D_e是周围管子的等效直径，D是管子的外径，m是单位长度管子的总质量，N是折流板的数目，包括用两相流均相密度计算的水动力附加质量，l_m是管子的特征长度，L是支承板宽度，f是管子的频率，ρ_TP是气液两相等效密度，υ_TP是等效运动粘度，υ_TP＝υ_l/[1+α_H(υ_l/υ_g-1)]，υ_g和υ_l分别为液相和气相的运动黏度，而f(α_H)的确定

f(α_H)＝α_H/40 α_H＜40％

f(α_H)＝1 40％≤α_H≤70％。

f(α_H)＝1-(α_H-70)/30 α_H＞70％