[发明专利]T型管试验段、具有其的试验回路、利用其的气流夹带模拟方法

说明书

技术领域

本发明涉及流体流态的观察，尤其涉及T型管试验段内T型接口处流体流态的可视化测量。

背景技术

T型管内两相流动与夹带特性实验研究，是以核电厂中广泛存在的T型管结构为原型，研究在核电厂事故工况下，可能出现的T型管内的两相流动与夹带现象。在核电厂中这种现象与事故工况下堆芯水装量密切相关，所以研究意义重大。

T型管内两相流动与夹带现象相关的各参数的测量是数学建模的基础，而T型管内两相流动与夹带现象的可视化研究是了解其发生机理所必须的。因此，测量的数据和可视化资料是T型管内两相流动与夹带研究必不可少的。

现有技术中已经对T型管内的两相流动的分析提出了可视化方案。

例如，Smoglie，Reimann等人(C.Smoglie，J.Reimainn，two-phase flow through small branches in a horizontal pipe with stratified flow[J]，int.J.multiphase flow，Vol.12，No.4，609-625(1986)；C.Smoglie，J.Reimainn，two phase flow through small branches in a horizontal pipe with stratified flow[J]，Nuclear Engineering and Design，Vol.99，117-130(1987)；J.Reimainn，M.Khan，flow through a small break at the bottom of a large pipe with straitified flow，Nuclear Science and Engineering，Vol.88，297-310(1984).)提出的T型管夹带研究实验段中，T型管区采用树脂玻璃材料以满足可视化需求。与T型管区相连的直管部分采用金属管，满足测量需求。进行T型管的流动与夹带实验研究可以得到大量的测量数据和可视化图片资料。但是，此类实验段的T型管区是通过在树脂玻璃管上打孔安装支管形成玻璃的T型管区，实验段T型管区强度受限，只能满足较低压力(＜1MPa)下的实验要求，较高的压力会给可视化T型管区带来破裂的危险。

再如，Yonomoto等人(T.Yonomoto，K.Tasaka，new theoretical model for two-phase flow discharged from stratified two-phase region through small break[J]，Journal of NUCLEAR SCIENCE and TECHNOLOGY 25(5)，441-455(1988))提出的T型管夹带研究实验段中，T型管主管是方形金属管，在方形金属管四个面中的三个面各开一个玻璃视窗，另一个面则接T型管支管。该T型管实验段采用开视窗的方形主管，有利于观察T型管区的流型，方便夹带机理研究。但是，该实验段采用方形主管脱离了电厂原型设计(电厂采用圆管)，该实验段所测的实验数据工业应用价值较小。

因此，存在对兼顾测量要求及可视化要求的T型管实验段的需要。

发明内容

旨在克服或缓解现有技术中的技术问题，提出本发明。

根据本发明的一个方面，提出了一种T型管试验段，包括：金属T型管，具有水平金属管和垂直金属管，所述垂直金属管的一端与所述水平金属管相接处形成T型接口；两段石英玻璃管，两段石英玻璃管的一端分别密封连接到所述水平金属管的两端；以及可视化检测设备，透过石英玻璃管监测所述T型接口处的流态。

有利的，水平金属管和垂直金属管可以焊接在一起。

有利的，所有的石英玻璃管以及所有的金属管都为圆管。

所述可视化检测设备为高速摄像机。进一步的，所述可视化检测设备包括两个高速摄像机，其中一个高速摄像机位于一个石英玻璃管附近，而另一个高速摄像机位于另一个石英玻璃管附近。

有利的，与两段石英玻璃管的另一端连接分别连接的两段水平外金属管，至少一个水平外金属管上设置有测压孔、测温孔、测流量孔中的至少一种。

上述的T型管试验段还可包括：一段垂直外金属管，连接到所述垂直金属管的另一端，其中所述垂直外金属管上设置有测压孔、测温孔、测流量孔中的至少一种。

有利的，石英玻璃管与所有金属管之间的连接采用法兰密封连接。