均勻內(nèi)熱源溶液在柱形液池內(nèi)溫度分布研究及其換熱數(shù)值計算.pdf

1、開發(fā)核能是我國能源發(fā)展戰(zhàn)略的重要措施之一。但核反應(yīng)堆產(chǎn)生大量的核廢物需要處理，而且核廢物的存放既構(gòu)成對人類及其環(huán)境的巨大威脅，又造成核廢物所含剩余衰變能量的浪費。如何綜合利用核廢物的剩余能量，減少核污染是當(dāng)前以至將來很長一個時期的重大課題。利用核廢物的剩余衰變能生產(chǎn)國際市場急需的醫(yī)用同位素99Mo和131I，不僅具有巨大的經(jīng)濟效益，而且具有重要的環(huán)境保護意義。使用溶液堆制取醫(yī)用同位素是一種簡便、經(jīng)濟、環(huán)保的核廢料利用方法，被美國、俄羅斯

2、、加拿大等國家所采用。溶液堆使用裂變物質(zhì)的水溶液為核燃料。堆內(nèi)溶液是一個具有均勻內(nèi)發(fā)熱源，并伴隨有微小氣泡均勻生成的自然對流和氣泡驅(qū)動同時作用下的三維復(fù)雜兩相流動的物系，氣液兩相流流場與傳熱溫度場相互作用，產(chǎn)生復(fù)雜的熱工水力現(xiàn)象。目前，這方面的研究還很少，國內(nèi)外處于起步階段。本文采用實驗研究與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，研究均勻內(nèi)熱源、產(chǎn)氣液體在圓柱形容器內(nèi)的溫度分布特性和換熱特性。為我國溶液堆的工程設(shè)計及安全分析研究提供參考。 實驗

3、研究了在自然對流及氣液兩相流情況下，均勻內(nèi)熱源溶液在柱形液池內(nèi)的溫度分布和換熱特性。 建立了均勻內(nèi)熱源溶液在自然對流的傳熱數(shù)學(xué)物理模型和自然對流與氣泡驅(qū)動流同時作用下的氣液兩相流動與傳熱的數(shù)學(xué)物理模型。數(shù)值模擬該內(nèi)熱源液池內(nèi)的豎直圓管所形成的冷阱，研究了單根換熱管情況下自然對流流場、溫度場及換熱規(guī)律和氣液兩相流流場、溫度場及換熱規(guī)律。研究了在不同運行工況(不同加熱強度和冷卻水流量)豎直圓管冷阱的最大影響區(qū)域(作用半徑)，為控制液