气体和液体介质中细颗粒沉积的差异性研究

发布时间：2020-08-07 09:43

【摘要】：核反应堆冷却剂可以选择气体或液体介质。如果冷却剂中出现细颗粒并在流经的管道和设备上沉积过多,会对系统的安全性、经济性产生危害。同时,核电站发生严重事故时,介质将经历液态到气态的转变过程,气体和液体沉积规律的不同,可能影响事故的发展,加重事故后果。利用FLUENT进行数值模拟,编制程序PDtion1.0进行计算,得到细颗粒(0.1μm～10μm)在空气、水和液态铅铋合金中沉积率差异性和灵敏度,提出差异性机理。对气体沉积率计算结果表明：(1)气体轴线温度分布呈对数规律降低；(2)气体中细颗粒的热泳沉积率与温度正相关,粒径和平均流速负相关；(3)气体中细颗粒的湍流沉积率随着平均温度梯度的增加先减小后增加,与粒径和平均流速呈正相关；(4)气体中总沉积率粒径和平均温度呈正相关,随着平均流速的增加先减小后增加。对液体沉积率计算结果表明：(1)液体轴线温度呈线性规律降低；(2)液体中细颗粒的热泳沉积率与粒径呈负相关,与温度呈正相关,液态铅铋合金中热泳沉积率随着平均流速的增加先增加后减小,而水中则呈负相关；(3)液体中细颗粒的湍流沉积率与温度梯度、平均流速和粒径呈正相关；(4)液体中总沉积率随着粒径的增加先减小后增加,与平均温度梯度呈正相关,液态铅铋合金中总沉积率随着平均流速的增加先增加后减小,而水中则呈负相关。气体和液体差异性：(1)液体中温度降低的方式呈线性温度降,而气体则是对数温度降；(2)同等条件下液体中的热泳沉积率在小粒径时变化较快；(3)对粒径的灵敏度空气湍流沉积率最大,对流体平均温度的灵敏度空气总沉积率最大。水总沉积率对平均流速的灵敏度最大。气体和液体沉积率差异性机理：(1)温度对气体热泳沉积率和湍流沉积率的影响大于液体；(2)粒径对气体热泳沉积率和湍流沉积率的影响小于液体；(3)平均流速对液体热泳沉积率、湍流沉积率的影响大于气体,而在低速时,对液体总沉积率的影响较大,在高速时,对气体总沉积率的影响较大。(4)同等条件下,气体总沉积率大于液体总沉积率。
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM623

【参考文献】