一种可视化的流体流动的实验装置的制作方法

1.本实用新型涉及多相流应用与实验仪器设计技术领域，具体为一种可视化的流体流动的实验装置。


背景技术：

2.随着核反应堆工程的发展，核燃料的循环利用与核废料的处理受到人们越来越多的关注。在核废料的处理中，加速器驱动次临界反应堆具有很好的发展前景，它在中子利用的经济性、运行的安全性等方面具有巨大优势，因此它作为第四代反应堆的代表堆型具有很大的应用空间。在快中子反应堆中，燃料组件采用六角形的方式布置，相比于四边形布置的组件，它的流动和传热特性会有所不同。同时，当快中子反应堆发生蒸汽发生器管道破裂事故时，燃料组件内将形成多相流动，对于事故情况的模拟，需要设计具有六边形燃料组件结构的实验仪器。


技术实现要素：

3.针对背景技术中指出的问题，本实用新型提出一种可视化的流体流动的实验装置。
4.本实用新型的技术方案是这样实现的：
5.一种可视化的流体流动的实验装置，其特征在于：包括相连接的支撑平台和支撑框架，所述支撑框架固定设置棒束组件，所述棒束组件的一端通过设置的进流管路固定连接离心泵，所述棒束组件的另一端通过设置的出流管路固定连接水箱，所述水箱与所述离心泵相连接，所述进流管路设有第一压力控制器和流量调节装置，所述出流管路设有第二压力控制器。
6.本实用新型进一步设置为：所述棒束组件包括透明材质制成的外盒体，所述外盒体设置为六边菱形体，所述外盒体内通过中部设置的孔板固定设置多个棒束，两个所述棒束的棒心之间的间距范围为9
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10mm。
7.本实用新型进一步设置为：两个所述棒束的棒心之间的间距为9.17mm，所述棒束直径为6.55mm。
8.本实用新型进一步设置为：所述进流管路与所述棒束组件底部法兰连接，所述进流管路上设有第一阀门。
9.本实用新型进一步设置为：所述出流管路包括第一管路和第二管路，所述第一管路与所述棒束组件顶部法兰连接，所述第二管路与所述第一管路通过设置的抱箍固定连接，所述第二管路和所述第一管路均设有抵接环块，所述第二管路与所述第一管路套接后抵接配合，所述抱箍与所述抵接环块卡接配合。
10.本实用新型进一步设置为：所述离心泵通过设置的回流管路与所述水箱相连接，所述回流管路上设有第二阀门。
11.本实用新型进一步设置为：所述离心泵通过设置的滑轨滑动设置在所述支撑平台
上，所述离心泵与所述水箱之间螺纹配合有管路连接件。
12.本实用新型进一步设置为：所述水箱设有进水口，所述支撑平台和所述支撑框架均设有滚轮。
13.综上所述，本实用新型的有益效果为：本实用新型所提供的一种可视化的流体流动的实验装置，采用强迫循环的方式，对于流动流体既可以选择单相的液体，也可以选择气液混合的流体，丰富了棒束组件的流动验证方式；通过透明材料的外盒体，可以看到流体的流动特性，根据对压力表示数的读取，可以获得流动阻力等流动参数；最终获得棒束组件通道内流体的流动数据，为快中子反应堆的设计、制造、验证、加工等环节提供实验基础，同时也可以为计算流体力学模拟提供校核依据。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本实用新型的结构示意图；
16.图2为本实用新型中棒束组件的轴向截面示意图；
17.图3为本实用新型中离心泵与水箱连接方式的结构示意图。
18.附图标记：1、支撑平台；2、支撑框架；3、棒束组件；301、外盒体；302、棒束；4、进流管路；5、离心泵；6、出流管路；601、第一管路；602、第二管路；7、水箱；8、第一压力控制器；9、流量调节装置；10、第二压力控制器；11、第一阀门；12、抱箍；13、回流管路；14、第二阀门；15、滑轨；16、管路连接件；17、进水口；18、滚轮。
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.如下参考图1
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3对本实用新型进行说明：
21.一种可视化的流体流动的实验装置，包括相连接的支撑平台1和支撑框架2，支撑框架2固定设置棒束组件3，棒束组件3的一端通过设置的进流管路4固定连接离心泵5，棒束组件3的另一端通过设置的出流管路6固定连接水箱7，水箱7与离心泵5相连接。通过设置液体流向棒束组件3来模拟快中子反应堆发生蒸汽发生器管道破裂事故时燃料的多相流动，并检测出各项数据，因此，进流管路4设有第一压力控制器8和流量调节装置9，出流管路6设有第二压力控制器10。第一压力控制器8和第二压力控制器10可读取棒束组件3的进口处压力和出口处压力，从而得出重力压降、摩擦压降、阻力系数等试验参数。
22.在棒束组件3的具体结构中，棒束组件3包括透明材质制成的外盒体301，方便对棒束组件3内部的流体流动状态进行观察。外盒体301设置为六边菱形体，外盒体301内通过中部设置的孔板固定设置多个棒束302，多个棒束302均匀分布在外盒体301内，两个棒束302
的棒心之间的间距范围为9
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10mm。进一步地，两个棒束302的棒心之间的间距为9.17mm，棒束302直径为6.55mm，棒束302轴向高度为1.1m，六边菱形体的外盒体301对边相距86mm。
23.进一步地，进流管路4与棒束组件3底部法兰连接，进流管路4上设有第一阀门11，可通过第一阀门11调节进入的流体为纯液体或气液混合流体，从而观察流体在棒束组件3内的流动变化和流型。
24.进一步地，出流管路6包括第一管路601和第二管路602，第一管路601与棒束组件3顶部法兰连接，第二管路602与第一管路601通过设置的抱箍12固定连接，第二管路602和第一管路601均设有抵接环块，第二管路602与第一管路601套接后抵接配合，抱箍12与抵接环块卡接配合，便于顶部的管路连接或更换。
25.进一步地，离心泵5通过设置的回流管路13与水箱7相连接，回流管路13上设有第二阀门14。
26.离心泵5通过设置的滑轨15滑动设置在支撑平台1上，离心泵5与水箱7之间螺纹配合有管路连接件16，管路连接件16螺纹旋转将离心泵5和水箱7进行连通，随后，离心泵5通过螺栓固定在滑轨15上。
27.进一步地，水箱7设有进水口17，支撑平台1和支撑框架2均设有滚轮18。
28.在流体流动回路中采用强迫循环的方式，对于流动流体既可以选择单相的液体，也可以选择气液混合的流体，丰富了棒束组件3的流动验证方式。
29.通过本装置，可以获得棒束组件3通道内流体的流动数据，为快中子反应堆的设计、制造、验证、加工等环节提供实验基础，同时也可以为计算流体力学模拟提供校核依据；采用的气液两相流动设计，还可为两相流动的理论模型提供验证渠道，丰富计算流体力学在核反应堆工程中的应用。
30.以下将对本实用新型的工作过程作进一步的描述：
31.首先，在检查所有电路无误后进行通电工作。此时离心泵5开始工作，将水箱7中的流体泵入进流管路4中，调节流量调节装置9，可以控制流体的进口流量，第一压力控制器8和第二压力控制器10分别显示棒束组件3进口和出口的流体压力。在这个过程中，通过透明材料，可以看到流体的流动特性，根据对压力表示数的读取，可以获得流动阻力等流动参数。
32.以上所述的仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。