高溫熔融物凝固機(jī)理的實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬分析.pdf

1、堆芯熔融物在流道內(nèi)的穿透和凝固是反應(yīng)堆嚴(yán)重事故后的關(guān)鍵現(xiàn)象之一，影響著事故的進(jìn)程，然而目前熔融物的凝固機(jī)理還未完全解明，熔融物的凝固模型還存在很多不確定性。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，研究模擬熔融物在管內(nèi)和棒束間的凝固過(guò)程與凝固機(jī)理,為凝固模型的開(kāi)發(fā)提供數(shù)據(jù)支持。
　　在實(shí)驗(yàn)方面，本文進(jìn)行了錫、鉛和鉛錫合金在鋼管內(nèi)或者9-棒束間的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)表明熔融物在流道壁面形成了凝固層；同時(shí)，熔融物在大多數(shù)管道內(nèi)都形成了柱狀空腔和靠壁面

2、的環(huán)狀凝固殼。經(jīng)過(guò)分析可知，熔融物在管道間的凝固比較符合Kamiyama提出的改進(jìn)型凝固模型，而棒束內(nèi)的凝固似乎更符合傳熱凝固模型。
　　在數(shù)值模擬方面，本文利用300℃錫金屬在4~6mm管道內(nèi)的凝固實(shí)驗(yàn)對(duì)FLUENT凝固模型進(jìn)行了驗(yàn)證，利用模擬結(jié)果分析熔融物在管內(nèi)流動(dòng)的微觀現(xiàn)象可知,熔融物穿透前端的黏度不斷降低速度降低直至流動(dòng)停滯導(dǎo)致了管道的堵塞。然后利用該模型研究了熔融物初速度、入口壓頭和管壁面溫度對(duì)錫金屬在5mm管道內(nèi)流動(dòng)穿