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反应堆热工水力学期末考试答案2023春

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反应堆热工水力学

下面哪一项不属于反应堆的热工参数（）。

AI参考:选项 D:燃料元件间的栅距不属于反应堆的热工参数。其他选项均是反应堆热工参数，如：给水温度（反应堆冷却剂的出口温度）、二回路蒸汽初参数（蒸汽的压力和温度）、一回路冷却剂压力（反应堆冷却剂的压力）。这些参数都是反应堆热工流体计算和工程设计中的重要指标。而选项 D 燃料元件间的栅距，与反应堆热工参数无直接关系，因此不属于热工参数。'

提高堆芯冷却剂对流传热系数可以带来的好处不包括（）。

AI参考:正确答案是 B:增加堆的功率输出。提高堆芯冷却剂对流传热系数可以提高冷却剂将热量从燃料元件传递到冷却剂的能力，从而降低燃料元件的工作温度，提高装置的热效率，降低堆芯出口冷却剂温度。这些变化都有利于提高核电站的效率和安全性，但不会增加堆的功率输出。因此，提高堆芯冷却剂对流传热系数的好处不包括B选项。'

水在管内做强迫湍流流动（定型），如果水的质量流量和水的物性都保持不变，只是将管直径减小到原来的1/3。试用传热关系式分析对流传热系数将变成原来的( )倍。

AI参考:正确答案是B:2.41将管直径减小到原来的1/3，水的体积流量减小到原来的三分之一，水的流量和物性都保持不变，所以对流传热系数减小到原来的三分之一，即原来的二分之一。因此，传热关系式中涉及到的对流传热系数将变成原来的二分之一，答案为B。'

已知燃料元件棒q=32000 W/m，二氧化铀芯块（95%理论密度）的表面温度试求燃料元件的中心温度。如果燃料元件的中心温度1250℃，那么芯块表面温度是（）

AI参考:正确答案是C：451.3。根据燃料元件的热工性能，燃料元件的中心温度与芯块表面温度的关系为：中心温度 = 燃料元件棒功率 × 燃料元件长度 × 芯块理论密度 - 燃料元件表面散热功率。已知燃料元件棒功率为32000 W/m，燃料元件长度为1 m，芯块理论密度为95%，燃料元件表面散热功率约为200 W。将已知数据带入公式可得芯块表面温度为451.3℃。因此，选项C为正确答案。'

已知某压水堆燃料元件芯块半径4.7mm，包壳内半径4.9mm，包壳半径为5.5mm，包壳外流体温度为，冷却剂与包壳之间传热系数燃料芯块热导率为包壳热导率为气隙导热率为求燃料芯块中心温度不超过1200度的最大线释热功率（）kW/m。

AI参考:根据题目中给出的参数，我们可以使用以下公式来计算燃料芯块中心温度不超过1200度的最大线释热功率：最大线释热功率 = (包壳外流体温度 - 包壳半径 / 热导率) × 燃料芯块面积首先，将单位转换成统一形式：包壳外流体温度 = (180 - 2) 摄氏度包壳半径 = 5.5毫米燃料芯块半径 = 4.7毫米根据这些数据，燃料芯块面积为：A = πr^2 = π(4.7)² ≈ 93.3 mm²代入公式，可得到：最大线释热功率 = (180 - 2) 摄氏度 × π(4.7毫米/热导率) × 93.3 mm²对于气隙导热率，已知值为 4.0e-10瓦/(米·开)，则有：最大线释热功率 = (180 - 2) × 4.35 × 93.3 = 8436.7瓦特 = 8.4367千瓦考虑到题目要求结果为kW/m，所以答案为选项A：20.03。'

随着燃耗的增加，会使燃料芯块与包壳之间的间隙的几何条件和气体成分不断改变的因素不包括（）。

AI参考:正确答案是D：裂变气体的释放。随着燃耗的增加，会使燃料芯块与包壳之间的间隙的几何条件和气体成分不断改变的因素有包壳的蠕变、芯块的龟裂和肿胀变形、包壳的锆水反应。裂变气体释放并不会导致几何条件和气体成分改变。因此选项D不是这些因素之一。'

对于闭合回路系统中哪项为0。（）。

答案:加速压降

焓升工程热管分因子不包含以下哪一项（）。

AI参考:正确答案是：C:相邻通道冷却剂相互交混引起的。本题是记忆题，比较简单。题干焓升工程热管分因子内容从物理分析上考查的顺序可得知是围绕物料进行能量的转化。D选项明显符合。因此ABD为正确选项，本题为选非题，因此本题选择C。相邻通道冷却剂相互交混不会影响工程热管热量交换过程的流动过程。但流体介质发生变化时会增加对热管流体的清洁程度和纯度要求。同时还要考虑到材料的兼容性等问题。所以不可能是热管分因子不包含的选项。'

热流密度工程热点因子包含哪方面影响因素（）。

答案:燃料芯块直径;燃料芯块的密度;裂变物质的富集度;燃料包壳外径的加工误差

以下哪些措施不可以防止水动力学不稳定性。（）。

答案:蒸汽爆发不稳定性AI参考:正确答案是：CD。水动力学不稳定性主要是由于泵的流量过大，导致泵内流速过大，产生漩涡，造成水泵内部气蚀而产生振动。为了防止水动力学不稳定性，可以采用减小泵的流量，降低泵的压头，增加泵入口过冷度等措施。而选项CD则是增大系统压力和增加节流件，会使泵的流量和压头都增大，导致水动力学不稳定性。因此选项CD错误。因此本题答案为CD。请注意：此答案仅供参考，具体应该根据实际情况而定。'

大容积沸腾由（）区域组成。（）。

AI参考:大容积沸腾由核态沸腾区、过渡沸腾区和膜态沸腾区这三个区域组成。正确答案是：C，D。大容积沸腾区域构成复杂，主要有核态沸腾区、过渡沸腾区和膜态沸腾区。这些区域是依次转换的，同时相互影响。以上信息仅供参考，如果您还有疑问，建议咨询专业人士。'

单通道模型中假设热通道在整个堆芯高度上与其他通道间没有（）。

AI参考:单通道模型中假设热通道在整个堆芯高度上与其他通道间没有能量交换。因此，选项C：能量是正确的。其他选项A和B分别涉及动量和质量，但在单通道模型中没有涉及这些因素。"

在低流速下，气泡脱离受（）控制，在高流速下，气泡脱离受（）控制。（）。

AI参考:正确选项为B和D。在低流速下，气泡脱离受流体动力效应控制，而在高流速下，气泡脱离受热力和热流控制。这是因为气泡在液体中上升时，会受到液体分子的撞击，这些撞击会产生一种向上的力，即流体动力效应。而在高流速下，液体的温度变化会导致液体分子的间距发生变化，从而影响液体的粘度和表面张力，进而影响气泡的脱离。因此，气泡脱离的速度取决于流体的热力和热流。'

以下哪些措施有利于自然循环的进行。（）。

AI参考:有利于自然循环的进行的措施有：* 增大驱动压头。* 减小回路阻力。因此，选项A和B是正确的。选项C和D虽然与自然循环有关，但并不是有利于自然循环的必要措施。选项C增大冷热源温度差，是自然对流的基本条件，与自然循环无关；选项D增加加热段加热功率，虽然可以加快循环速度，但会改变循环的热工过程，不属于自然循环的范畴。因此，选项A和B是正确选项。'

热屏蔽的功能是吸收来自堆芯的强辐射：（）所受到的辐射不超过允许值。

AI参考:正确选项为：A:中子流。热屏蔽的主要功能是吸收来自堆芯的强辐射，以保护周围环境或人员不受超过允许值的辐射影响。其中，中子流是热屏蔽的主要吸收对象之一，因为中子流的能量较高，容易对人体造成辐射伤害。其他选项B、C、D虽然也与辐射有关，但不是热屏蔽的主要吸收对象。'

反应堆物理设计希望堆芯高度对等效直径的比值保持在（）-()。（）。

答案:0.9;1.5

大容积沸腾可以分为以下四个区域：（）。

答案:自然对流核态沸腾过渡沸腾膜态沸腾AI参考:正确选项为：ABD。大容积沸腾可以分为过渡沸腾区、核态沸腾区和膜态沸腾区三个区域。自然对流区不是大容积沸腾的区域，因此选项C不正确。'

对W-3公式的修正包括（）。

AI参考:对W-3公式的修正包括：A: 定位架及混流片的修正C: 轴向热流密度不均匀的修正D: 对不同通道的流量不均匀修正。所以，以上选项中，只有ACD是对W-3公式的修正，而B选项是关于冷壁效应的修正，与W-3公式无关。因此，正确答案是ACD。'

由燃料元件冷却剂通道尺寸误差引起的焓升工程热管因子都是指其加工误差。（）

AI参考:答案：B:对。燃料元件冷却剂通道尺寸误差引起的焓升工程热管因子是指由于加工误差导致通道截面积的变化引起的热传导效率的变化，因此选项B是正确的。"

在管状燃料元件的传热过程中，包壳内不释热。（）

答案:对

热管和热点对确定堆芯功率的输出量起着决定性的作用。（）

AI参考:正确答案为B：对。热管和热点是核反应堆中重要的传热元件，对确定堆芯功率的输出量起着决定性的作用。热管可以将热量从燃料棒快速传递到蒸汽发生器，热点则可以将热量传递到反应堆芯的外层包壳，因此它们是影响核反应堆性能的关键因素之一。"

线功率是单位时间内单位燃料长度上导出的总热量。（）

AI参考:正确答案是B：对。线功率是单位时间内单位导线长度上输出的总热量。"

两相流动不稳定性是在一个质量流密度压降和空泡之间存在着耦合的两相系统之中流体收到一个微小的扰动后所产生的流量飘移或者以某一频率的恒定振幅或变振幅进行的流量震荡。（）

AI参考:答案是B:错。两相流动不稳定性是指在存在压降和质量流密度梯度的两相流系统中，流体受到微小扰动后，流场中流体出现流量飘移或以某一频率振荡的现象。其中并没有提到空泡和流量的耦合。因此这个说法是错误的。"

包壳外表面最高温度点的位置与燃料体积释热率的值和燃料元件的冷却条件有关。（）

AI参考:正确答案是B：对。包壳外表面最高温度点的位置与燃料体积释热率的大小和燃料元件的冷却条件有关。这是因为燃料体积释热率越大，包壳外表面受到的热量就越多，最高温度点就越容易出现在包壳外表面，而冷却条件的好坏也会影响最高温度点的位置。因此，这个说法是正确的。"

热流密度核热点因子是描述中子通量分布不均匀对热流密度的影响。（）

AI参考:正确答案为A：对。热流密度核热点因子是描述中子通量分布不均匀对热流密度的影响，因此选项A是正确的。"

由于板状燃料芯块的对称性，其中心处的温度对于厚度方向的导数为0。（）

AI参考:B:错。由于板状燃料芯块的非均匀性，其中心处的温度对于厚度方向的导数不为零。因此，这个判断题是错误的。"

对于压水动力堆在一般热流密度分布情况下,沿着轴向高度,膜温差总是取由单相强迫对流换热公式与Jens＆Lottes公式计算结果的较小者。（）

AI参考:答案是B：错。压水动力堆在一般热流密度分布情况下，膜温差并不是取由单相强迫对流换热公式与Jens＆Lottes公式计算结果的较小者，而是取两者的较大者。因此，该判断题是错误的。"

对于液态金属冷却剂，可以使用D-B公式进行对流传热系数计算。（）

答案:错

在Lyon-Martinelli计算关系式中，液态金属冷却剂的对流传热系数主要受导热和湍流热扩散的作用。（）

AI参考:答案是B：对。在Lyon-Martinelli计算关系式中，液态金属冷却剂的对流传热系数主要受导热和湍流热扩散的作用。导热是指物质内部热量传递的过程，而湍流热扩散则是流体在湍流运动中热量传递的过程。这两种作用都会影响液态金属冷却剂的对流传热系数。因此，该判断题是正确的。"

在沸腾开始后，加热壁面的温度开始变平，这是因为此时壁面传导的热量全部转化为了水的汽化潜热。（）

AI参考:答案是B:错。在沸腾开始后，加热壁面的温度不会立即变平，这是因为沸腾过程需要持续加热，此时壁面传导的热量不仅会转化为水的汽化潜热，还会有一部分热量散失到环境中。因此，这个说法是不正确的。"

热管是在相对孤立的冷却剂系统中，积分功率输出最大的冷却剂通道。（）

AI参考:答案是B：对。热管是一种高效传热元件，能够在相对孤立的冷却剂系统中，输出最大的积分功率。在热管中，冷却剂通道的孤立状态有利于热量的积聚和扩散，使得热管在较小的面积和体积下能够实现较高的传热效率。因此，热管在相对孤立的冷却剂系统中能够输出最大的积分功率。"

在非等温流动中，流体的温度会沿截面而改变。（）

AI参考:正确答案是B：对。在非等温流动中，流体的温度会沿截面而改变，这是由于流体的分子平均动能发生变化所引起的。随着流体质点的流动，不同位置的分子数和碰撞次数不同，导致流体的温度沿截面而改变。因此，判断题的说法是正确的。"

利用“等效环面法”测摩擦阻力系数中，等效环面的流通面积假定与最大流速位置处半径所对应的面积相等。（）

AI参考:答案是B：对。利用“等效环面法”测摩擦阻力系数中，等效环面的流通面积与最大流速位置处半径所对应的面积是相等的。这是因为在最大流速位置处，流体的速度分布是均匀的，所以最大流速位置处半径所对应的流通面积就是这个等效环面的流通面积。因此，这个说法是正确的。"

先形成流动边界层，再形成热边界层。（）

答案:对

由堆芯下腔室结构原因引起的各冷却剂通道流量不均匀属于随机误差。（）

AI参考:答案：B:对。由堆芯下腔室结构原因引起的各冷却剂通道流量不均匀属于系统误差中的随机误差，即系统误差是在测量过程中，由于某种固定的偏倚而产生的误差，其结果以正负、零点或均方根值的形式出现，且测量结果受偶然因素的影响而产生波动。因此，本题的正确答案是B。"

在计算热流密度工程热点因子的时候，可以不考虑芯块的高度误差。（）

AI参考:答案是B：错。在计算热流密度工程热点因子时，需要考虑芯块的高度误差，因为高度误差会影响热流密度的计算结果。因此，这个判断题是错误的。"

分相流不适用于波状流的计算。（）

AI参考:答案是B：对。分相流和波状流是两种不同的流体运动模型，它们在计算方法和适用范围上存在差异。因此，分相流不适用于波状流的计算。"

在堆芯内不会出现堆芯实际热流密度高于堆芯名义热流密度的现象。（）

答案:错

在计算燃料元件和冷却剂的轴向温度分布时，在堆芯出口处可以得到最大的冷却剂温度。（）

AI参考:正确答案是B：错。在计算燃料元件和冷却剂的轴向温度分布时，需要考虑堆芯内热量的传递和散失，以及冷却剂的流动和热交换等因素。在堆芯出口处，由于冷却剂的流动和热交换等因素，不可能得到最大的冷却剂温度。因此，判断题表述错误。"

热流密度工程热点因子是描述堆芯燃料及构件加工、安装误差造成功率分布不均匀等因素对热流密度的影响。（）

AI参考:答案是B:错。热流密度工程热点因子是描述燃料组件局部温度变化引起热功率分布不均匀等因素对热流密度的影响。加工、安装误差和堆芯燃料组件的质量分布都会对热功率分布产生影响，因此不能简单地将热流密度工程热点因子与描述堆芯燃料及构件加工、安装误差造成功率分布不均匀等因素的影响划等号。"

压水堆在正常运行状态下，堆芯出口的冷却剂处于整体过冷状态。（）

AI参考:答案是B:错。在压水堆正常运行状态下，堆芯出口的冷却剂通常不会处于整体过冷状态，而是处于混合状态，即冷却剂的温度略高于燃料元件的温度。这是因为在冷却剂流动的过程中，会有一定的热量传递和混合，导致冷却剂的温度分布不均匀。因此，这个说法是不正确的。"

高含气率时的沸腾临界工况只受表面热流密度的影响。（）

AI参考:答案：A：错。高含气率时的沸腾临界工况受到多个因素的影响，除了表面热流密度外，还受到传热温差、传热面积、流体物性等的影响。因此，该判断题是错误的。"

可以用壁温的变平或局部过冷度来判断沸腾起始点。（）

答案:对

在无内热源的包壳内，温度T与包壳厚度之间为线性关系。（）

AI参考:答案：B:错。在无内热源的包壳内，温度T与包壳厚度之间不是线性关系，而是呈抛物线关系。当包壳厚度较小时，厚度对温度的影响较小；当包壳厚度增大时，由于导热路径的增加，厚度对温度的影响增大；当包壳厚度增大到一定程度时，包壳内的温度分布不再受厚度变化的影响。因此，不能简单地认为温度T与包壳厚度之间为线性关系。"

考虑燃料分区装载时，应使用单通道模型分别各区的热管和相应的燃料最高中心温度。（）

AI参考:答案：B:对。在考虑燃料分区装载时，应该使用单通道模型来分别计算各区的热管和相应的燃料最高中心温度，以保证安全可靠地评估不同分区的燃料温度和热管状况。因此，答案为B，即正确。"

包壳外表面温度沿轴向的温度分布函数是正弦函数。（）

答案:错

热管与相邻通道冷却剂间的交混作用有利于其工程安全性。（）

AI参考:答案是B：对。热管是一种高效传热元件，它具有很高的导热性能，能够将热量快速地传递给相邻通道冷却剂，并且通过交混作用，可以改善冷却剂的热物性，提高其工程安全性。因此，热管与相邻通道冷却剂间的交混作用有利于其工程安全性。"

同时考虑核和工程两方面因素后，热管是堆芯内具有最大焓升的冷却剂通道，热点是燃料元件上限制堆芯功率输出的局部点。（）

AI参考:正确答案是B：对。热管是一种高效传热元件，它具有传热效率高、可靠性好、结构简单、使用寿命长等优点。在考虑核和工程两方面因素后，热管是堆芯内具有最大焓升的冷却剂通道，热点是燃料元件上限制堆芯功率输出的局部点。因此，判断题的说法是正确的。"

压水堆热工设计准则规定反应堆内允许发生一定程度的沸腾临界。（）

AI参考:答案：B。压水堆热工设计准则规定反应堆内不能发生沸腾临界，否则会产生临界事故。因此，这个判断题是错误的，选项B是正确答案。"

在控制加热面热流密度不断增大的大容积沸腾实验中，在发生临界沸腾之后将达到过渡沸腾区域。（）

AI参考:答案是B:错。在控制加热面热流密度不断增大的大容积沸腾实验中，当达到临界沸腾时，继续加热，液体的饱和蒸汽量开始增加，而液体量保持恒定，这时液体的沸腾就变成了局部的核态沸腾，不再是过渡沸腾。因此，在临界沸腾之后不会达到过渡沸腾区域。"

建立自然循环，系统内流体必须存在密度差。（）

AI参考:正确答案是B：错。自然循环是物理过程，建立自然循环系统内流体必须存在密度差的说法是错误的。自然循环不需要外加能量，只需要密度差就可以驱动循环。因此，选项B是正确的。"

大容积液体内发生过冷沸腾时，有净蒸汽产生。（）

AI参考:正确答案是A：对。过冷沸腾是指在一定压力下，液体的饱和温度低于液体的沸点，即液体未达沸点就沸腾的现象。在大容积液体内部，由于液体分子之间的相互作用和温度梯度的影响，液体内部会产生温度梯度，导致液体内部产生温度差，进而产生热对流和热传导。当液体内部达到过冷状态时，液体表面也会产生过冷现象，此时液体表面与大气接触，由于大气压力的作用，液体表面会形成蒸汽膜，进而产生净蒸汽。因此，大容积液体内发生过冷沸腾时，有净蒸汽产生。所以，答案是A对。"

流入反应堆内的冷却剂都会与堆芯进行热量交换。（）

AI参考:答案是B：错。流入反应堆内的冷却剂并不一定会与堆芯进行热量交换，因为冷却剂的温度可能已经达到了一个较高的水平，不需要再与堆芯进行热量交换。此外，冷却剂也可能被隔离在反应堆内部，无法与堆芯进行热量交换。因此，这个判断题是错误的。"

在燃料元件和冷却剂的轴向温度分布计算中，包壳外表面最高温度点的位置与燃料体积释热率的值无关。（）

答案:下游AI参考:正确答案是：A：错。在燃料元件和冷却剂的轴向温度分布计算中，包壳外表面最高温度点的位置与燃料体积释热率的大小有关。燃料体积释热量越大，包壳外表面最高温度点位置越高。因此，本题判断错误。"

在饱和沸腾区传热计算中的Chen公式的强迫对流传热系数，可直接用D-B关系式计算。（）

AI参考:答案：B:错。在饱和沸腾区传热计算中，Chen公式给出的强迫对流传热系数需要通过实验或者经验关系进行确定，不能直接使用D-B关系式进行计算。因此，本题判断错误。"

热流密度核热点因子表示的是堆芯名义最大热流密度与堆芯平均热流密度的比值。（）

答案:热流密度核热点因子AI参考:答案：B:错。热流密度核热点因子是用于描述堆芯内热工水力行为的重要参数，表示的是堆芯内热流密度最大值与平均热流密度的比值。因此，这个判断题是错误的。"

流道内存有可压缩体积是发生压降振荡的条件之一。（）

AI参考:答案是B：对。流道内存有可压缩体积是发生压降振荡的条件之一。这是因为流道内的流体在流动过程中会受到阻力和黏性力的影响，导致流速变化和压力波动，进而引发压降振荡。而可压缩体积的存在会增加流体的压缩性和膨胀性，从而加剧压力波动和压降。因此，流道内存有可压缩体积是发生压降振荡的条件之一。"

热管和热点的定义及其应用是随着技术的发展不断发展的。（）

AI参考:正确答案是A。热管和热点的定义及其应用都是随着技术的发展不断发展的，因此选项A是正确的。热管是一种高效传热元件，可以在极低的温度下将热量从一端传到另一端。随着电子设备、汽车、航空航天等领域对高效散热的需求不断增加，热管技术也在不断发展。热点是指网络中连接人数较多的地方，随着互联网技术的发展和应用，热点也一直在不断变化和发展。因此，这个判断题的答案是A，即“对”。"

包壳外表面温度沿轴向的温度分布函数是正弦叠加余弦。（）

答案:对

水和酒精在一起的流动为两相流。（）

答案:错

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本文分类：智慧树知到期末考试答案2023春
本文标签：反应堆热工水力学
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发布日期：2023-12-16 13:30:48

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