高等流體力學(xué)課程論文-高溫氣冷堆燃料球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】 流動問題或者包含比平均網(wǎng)傾斜度更高的網(wǎng)格則使用 PISO 算法 [3]。 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。 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 ε，可由上述公式計算得出。在流體流動過程當中，采用第二類邊界條件。同時選用無滑移光滑表面。 HTR10的熱功率為 10MW，燃料球總數(shù)量為 27000 個，尺寸為 60mm，有以下公式可得出： q = 反應(yīng)堆總熱功率燃料球總表面積= 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)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。 高等流體力學(xué)課程論文 圖 速度、溫度、壓力及擾動分布 從模型的分析可以看出，我們已得到溫度、速度甚至壓力變化的大概規(guī)律，但是要想更好更具體地分析冷卻劑氦氣的溫度、速度以及壓力分布，我們還需要從單一燃料 球 著手，研究其表面壓力以及溫度等的分布情況。在整個球床堆芯內(nèi)，除球床周圍邊界的燃料 球 外，幾乎所有燃料 球 的溫度、速度和壓力的分布規(guī)律基本相同 [4]。因此，取模型當中的單一燃料 球 來分析即可，在此模型當中，分別取兩種情況下其中心的單一燃料 球 對比分析。 如圖 所示，在元件間接觸點附近出現(xiàn)溫度的極大值點。在燃料 球 末端也出現(xiàn)了較高的溫度，這是由于 在這個地方冷卻劑流速很低，且有渦流形成，使該區(qū)域內(nèi)冷
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