Passive containment cooling system (PCCS) is an important passive safety facility in the large advanced pressurized water reactor. Using the physical laws, such as gravity and buoyancy, the water film/air countercurrent flow is formed in the external annular channel to keep inside temperature and pressure below the maximum design values. Due to the large curvature radius of the annular channel, one of the short arc segments is taken out, as a rectangular channel, to analyze the main water film evaporation heat transfer characteristics. Two numerical methods are used to predict the water film evaporative mass flow rate during the heat transfer process in the large-scale rectangular channel with asymmetric heating when the water film temperature is not saturated. At the same time, these numerical simulation results are validated by the experiment which is set up to study water film/air countercurrent flow heat transfer on a vertical back heating plate with 5 m in length and 1.2 m in width. It is shown that the maximum deviation between numerical simulation and experiment is 30%. In addition, the influences on these parameters, such as heat flux, evaporative mass flow rate, and water film thickness, are evaluated under the different tilted angles of the rectangular channel and horizontal plane, water/air inlet flow rates, water/air inlet temperatures, heating surface temperatures, and air inlet relative humidities. All these results can provide a good guidance for the design of PCCS in the future.

中文翻译：

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被动安全壳冷却系统不对称加热矩形通道中逆流空气水膜蒸发的数值研究

被动安全壳冷却系统（PCCS）是大型先进压水反应堆中的重要被动安全设施。利用重力和浮力等物理定律，在外部环形通道中形成水膜/空气逆流，以将内部温度和压力保持在最大设计值以下。由于环形通道的曲率半径较大，因此将短弧段之一作为矩形通道取出，以分析主要的水膜蒸发传热特性。在水膜温度不饱和的情况下，采用两种数值方法对不对称加热的大型矩形通道传热过程中的水膜蒸发质量流量进行了预测。同时，这些数值模拟结果通过实验进行了验证，该实验用于研究在长度为5 m，宽度为1.2 m的垂直背面加热板上的水膜/空气逆流传热。结果表明，数值模拟与实验的最大偏差为30％。另外，在矩形通道和水平面的不同倾斜角，水/空气入口流量，水/空气入口下，评估了对这些参数的影响，例如热通量，蒸发质量流量和水膜厚度温度，加热表面温度和进气口相对湿度。所有这些结果可以为将来的PCCS设计提供良好的指导。宽2m。结果表明，数值模拟与实验的最大偏差为30％。此外，在矩形通道和水平面的不同倾斜角，水/空气入口流量，水/空气入口下，评估了对这些参数的影响，例如热通量，蒸发质量流量和水膜厚度温度，加热表面温度和进气口相对湿度。所有这些结果可以为将来的PCCS设计提供良好的指导。宽2m。结果表明，数值模拟与实验的最大偏差为30％。此外，在矩形通道和水平面的不同倾斜角度，水/空气入口流量，水/空气入口下，评估了对这些参数的影响，例如热通量，蒸发质量流量和水膜厚度温度，加热表面温度和进气口相对湿度。所有这些结果可以为将来的PCCS设计提供良好的指导。水/空气入口流速，水/空气入口温度，加热表面温度和空气入口相对湿度。所有这些结果可以为将来的PCCS设计提供良好的指导。水/空气入口流速，水/空气入口温度，加热表面温度和空气入口相对湿度。所有这些结果可以为将来的PCCS设计提供良好的指导。