球形燃料孔隙内汽泡生长与脱离

发布时间：2021-02-26 22:03

　　根据汽泡动力学原理及可视化试验结果,分别构建了球形燃料孔隙内的汽泡滑移和脱离模型,并对汽泡受力及传热进行分析,通过计算得到了汽泡滑移临界曲率半径、汽泡脱离半径的变化规律。汽泡滑移时的临界半径主要受颗粒大小影响,颗粒越大,汽泡的相对临界半径r_cr/R_p越小。颗粒半径对汽泡脱离半径的影响最大,颗粒半径越大,汽泡的相对脱离半径r_d/R_p越小。流速、压力、壁面过热度对汽泡脱离半径也有影响,其他条件相同时,流速越大,汽泡脱离半径越小;压力越大,汽泡脱离半径越大;壁面过热度越大,汽泡脱离半径越大。 

【文章来源】：核科学与工程. 2020,40(05)北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

汽泡滑移

汽泡脱离

根据汽泡动力学基本原理，结合多孔结构内流动沸腾可视化试验结果，可构建球形燃料颗粒堆积的多孔结构内的汽泡滑移模型。四个球体构成图3所示的正四面体结构，该结构为汽泡在多孔结构中生长的基本孔隙之一。一定的壁面过热度下，在两球体接触点附近的角缝区域形成汽泡，并缓慢变大，占据正四面体结构中心孔隙。汽泡充满孔隙后，便向孔隙外部区域扩展，如图4所示。假设汽泡在侧面三个方向以及底部方向的生长变形量是相等的，可建立图4、图5所示的汽泡模型。汽泡界面分为两部分，一部分是与球体接触的凹面，另外一部分是与液体接触的凸面。汽泡凸面随着热流密度增大向外扩张，曲率半径r增大，凹面面积相应增加，汽泡体积变大。图5中Rp为燃料球半径，r为汽泡曲率半径。图4 球形燃料孔隙的汽泡

【参考文献】：
期刊论文
[1]多孔球层内沸腾现象与传热特性研究[J]. 张晓杰,朱彦雷,白博峰,阎晓,肖泽军.  核动力工程. 2009(01)



本文编号：3053237