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裂变气体分离器气泡分离轨迹的数值模拟
  • ISSN号:0253-3219
  • 期刊名称:《核技术》
  • 时间:0
  • 分类:TL942[核科学技术—辐射防护及环境保护]
  • 作者机构:上海交通大学机械与动力工程学院,200240
  • 相关基金:高温熔盐介质环境下裂变气体脱除机理研究(No.11535009)、熔盐堆气液分离器气芯形成演化机理研究(No.51400600534)资助
中文摘要:

钍基熔盐堆是我国重点开发的第四代核反应堆之一,其裂变反应产生的中子俘获截面大的Kr、Xe等裂变气体以微气泡的形式存在于熔盐冷却剂中,对裂变气体的分离是提高熔盐堆中子经济性、实现燃料深燃耗的重要环节。为定量地获得分离器内气泡的分离行为,采用数值模拟和理论建模相结合的方法,得到旋流场的流场分布特征;通过建立旋流场中气泡运动控制方程,分析并计算不同旋流度和气泡直径下的分离长度。与实验数据对比发现,数值模拟结果和实验数据吻合良好,表明数值模拟方法可以用于气液分离器的优化设计。

英文摘要:

Background: One advantage of the liquid fueled Thorium Molten Salt Reactor (TMSR) is that the fuel can be burned up deeply with the neutron poisonous gas removal system that can be achieved by bubbling degassing approach. In order to quantify the separation efficiency for the separator and provide useful guidelines to determine the dimensions for the separator, the separation trajectories of bubbles with different sizes in the swirl flow inside the separator are needed. Purpose: This study aims to develop an alternative method to predict the bubble's motion which can avoid the troubleshooting induced by the two-phase simulation. Methods: The Lagrangian approach is modified to obtain the continuous phase velocity by a single phase simulation, and curve fitting is applied to further approximation of this velocity. Combing the known velocity distribution with explicit mathematical expression and the interaction model for the gas-liquid interface, a mathematical model to calculate the bubble motion is well posed. Results: A comparison between the numerical results and the experimental data indicates that the result agrees well with each other. As for the separation length concerned, the maximal error is less than 20%. Conclusion: It has theoretical guidance meaning for research on the movement of bubbles in cyclone separator. And it can be used to guide the determination of swirl chamber space.

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期刊信息
  • 《核技术》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院上海应用物理研究所 中国核学会
  • 主编:朱德彰
  • 地址:上海800-204信箱
  • 邮编:201800
  • 邮箱:LHB@sinap.ac.cn
  • 电话:
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-3219
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1342/TL
  • 邮发代号:4-243
  • 获奖情况:
  • 2000年中科院优秀期刊奖,中国中文核心期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:7912