臨界通道功率

發生沸騰臨界(沸騰危機)時的通道功率。

基本介紹

  • 中文名:臨界通道功率
  • 外文名:criticalchannel power
在大容器沸騰傳熱中,當熱流密度達到最大值(被稱為臨界熱流密度)時,可能導致設備燒毀,這個現象被稱為沸騰危機。
大容器飽和沸騰有四個階段,自然對流區,核態沸騰區,過度沸騰區,膜態沸騰區。臨界熱流密度(critical heat flux,CHF)通常發生在核態沸騰區。
對於依靠控制熱流密度來改變工況的加熱設備(如電加熱器)以及冷卻水加熱的核反應堆,一旦熱流密度超過峰值,工況將從核態沸騰區跳到穩定膜態沸騰線,與壁面的過熱度將猛升至近1000℃,可能導致設備的燒毀,所以必須嚴格監視並控制熱流密度,確保在安全工作範圍之內。也由於超過它可能導致設備燒毀,所以臨界熱流密度亦稱燒毀點。在燒毀點附近,有個比臨界熱流密度的熱流密度略小,表現為熱流密度上升緩慢的核態沸騰的轉折DNB(DeparturefromNucleateBoiling的縮寫,意即偏離核態沸騰規律),可以用它作為監視接近臨界熱流密度的警戒。對於蒸發冷凝器等壁溫可控的設備,這種監視是重要的。因為一旦熱流密度超過轉折點之值,就可能導致膜態沸騰,在相同的壁溫下使傳熱量大大減少。
臨界熱流密度,由泡核沸騰轉變為膜態沸騰時的單位表面積、單位時間內所傳出的熱量。它是反應堆熱工水力設計中的一個限制量,即不允許熱流密度達到或過分接近臨界熱流密度,以防發生燃料元件的過熱或燒毀。
影響臨界熱流密度的主要因素有冷卻劑流速、壓力和含汽量等。通常液流中含汽量愈大、流速愈低、則臨界熱流密度愈小。而壓力的影響則不是單調的,低壓下,臨界熱流密度隨壓力的增加而增大;高壓下,則隨壓力的增加而減小。
實驗的臨界熱流密度數據一般概括成經驗公式的形式,其中的臨界熱流密度表示為各種自變數(有時還有一些因變數)的函式。這些公式都只在嚴格規定的各自變數範圍內是最佳的,不推薦外推到這個範圍之外, 例如W-3公式.

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