高等流體力學(xué)課程論文-氣冷堆燃料元件表面流場及溫度場模擬(編輯修改稿)
2025-07-10 21:11 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 格不規(guī)則且是非定常流動模型，因此選用 PISO 算法，其計算結(jié)果會更精確一些；但是這種算法相比較起 SIMPLEC 算法，可能收斂較困難，因此需要根據(jù)實際需要調(diào)整松弛因子，該因子減小有利于收斂，但是會增加收斂時間，所以需謹慎使用。 由于球床內(nèi)的燃料元件堆積形成的空隙通道不規(guī)則，流體壓力變化劇烈，PRESTO！ 主要用于高旋流，壓力急劇變化流。因此壓力基分離求解器的壓力插值算法建議使用 PRESTO！ 。 這里可以先采用一階方程進行初始迭代，再進行二階迭代計算，若 MUSCL 算法能夠滿足收 斂條件則亦用 MUSCL 算法進行更精確的計算。 邊界條件設(shè)定及其實現(xiàn) 在本模型當中，由于只取局部進行分析，設(shè)定氦氣為在高壓下的局部模型當中為不可壓縮流體。根據(jù) HTR10 的運行參數(shù)知，運行壓力為 3MP，由于在堆芯取的局部模型壓降相對于運行壓力來說比較小，相對壓力取 0Pa 時有利于分析。進出口溫度分別為 250 ℃和 700 ℃，取其之間的任意溫度均可，為方便計算，取模型入口溫度為 600K。 整個堆芯入口質(zhì)量流量為 ,根據(jù)模型入口截面的大小可以算出正四棱錐模型入口流量為 ,立方體模型的入口流量為。對于進出口的湍動能 k 和湍流耗散率 ，可由上述公式計算得出。在流體流動過程當中，球體壁面溫度分布不均勻，不能設(shè)定球體表面溫度，第一類邊界條件不適用，這里采用第二類邊界條件。同時選用無滑移光滑表面。從HTR10 的運行參數(shù)可知，其熱功率為 10MW，燃料球總數(shù)量為 27000 個，尺寸為60mm，有以下公式可得出： 所以 ,設(shè)定壁面的 熱流量為 3 計算結(jié)果與分析 本章根據(jù)第三章所建立的數(shù)學(xué)模型進行計算，得到固定床反應(yīng)堆堆芯內(nèi)冷卻劑氦氣的速度及其溫度分布規(guī)律 ,并討論了燃料球尺寸、孔隙率等對上述規(guī)律的影響。 圖 速度、溫度、壓力及擾動分布 正四棱錐堆積方式 從整個模型的分析可以看出，我們已得到溫
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