陈 冲

(中国舰船研究设计中心，湖北 武汉 430064)

0 引 言

核动力船舶或浮动式核动力平台在海洋上航行时会受到风浪的影响而产生一系列船舶摇摆、起伏、倾斜等运动[1-5]，在海洋环境中船舶的摇摆、起伏等运动会引起矩形换热器或者堆芯热工水力特性的周期性波动，而温度的波动特性尤为显著。同时为提高船舶的空间利用率和体功率密度，船用换热器逐步向小型化、紧凑化的方向发展，而窄矩形通道拥有单位体积换热面积大、换热效率高等优点，窄矩形换热器将得到越来越多的重视，并逐渐应用到船舶领域[6-9]。Wang[10-11]，Xing[12-13]，Yan[14]通过热工实验研究表明，在海洋摇摆条件下系统回路内的流量会出现周期性的波动，并随着摇摆角度和摇摆频率的增加，系统内流量波动的振幅越大。系统流量的波动将引起矩形换热器内温度的周期性波动，使窄矩形通道内、外壁面温度波动特性不同，导致海洋条件下和稳态工况下数据处理的方法不同，在计算通道换热系数时，必须考虑内、外壁面温度的相位差。

为了更好研究海洋条件下矩形换热器窄矩形通道内壁面的温度波动特性和给出非稳态工况下窄矩形通道内壁面温度的计算方法，本文针对2 mm×40 mm的窄矩形通道进行了一系列的热工水力实验研究和理论分析。

1 实验装置

海洋环境模拟实验装置如图1所示，实验装置由主实验回路、辅助实验回路、数据测量系统和海洋环境模拟台组成，海洋环境模拟台可实现最大摇摆角度20°和最小摇摆周期10 s的船舶摇摆运行。……