运动条件下液态金属铅铋在回路系统中流动传热特性计算方法技术方案

本发明专利技术公开了一种运动条件下液态金属铅铋在回路系统中流动传热特性计算方法，包括以下步骤：建立铅铋回路系统的计算域原型几何模型；对铅铋回路系统计算域模型内的各部分进行网格划分，得到各部分的网格模型；选取适配的铅铋物性、模拟泵模块、湍流Pr数以及运动条件的脚本并导入；选择合适的湍流模型、PISO算法以及边界条件并进行合理的初始化；在网格模型范围内进行不同种类的运动条件下的流动传热计算。本发明专利技术方法能够运用计算流体力学手段对处在横摇运动、起伏运动以及倾斜状态下的液态金属铅铋回路系统中的流动与传热特性进行计算。算。算。

【技术实现步骤摘要】
运动条件下液态金属铅铋在回路系统中流动传热特性计算方法


[0001]本专利技术属于核反应堆热工水力计算
，具体涉及一种运动条件下液态金属铅铋在回路系统中流动传热特性计算方法。

技术介绍

[0002]海洋中不仅有丰富的水资源还有大量的化学资源，加强对海水资源的开发，是解决淡水危机和资源短缺问题的重要措施，是实现国民经济可持续发展战略的重要保证。同时，为海洋动力平台提供高效的能源对保障我国的海洋资源开发具有重大意义。核能作为清洁、高效的能源，是海洋资源开发动力装置的理想能源选择。液态金属铅铋冷却反应堆具有固有安全性高，自然循环能力强和瞬态响应能力快速等优点，在海洋工程等特殊用途上具有良好的应用前景。
[0003]与陆地动力装置不同，海洋动力装置长期在海洋环境中工作，会受到海洋风浪的作用，产生摇摆、起伏、倾斜等六个自由度的运动。这些海洋运动会对流体产生附加作用力，改变冷却剂的流动和传热特性，同时，海洋条件会改变系统的空间位置，使冷热源的高度差发生变化，影响系统自然循环能力。这会给海洋核动力装置的安全运行产生不利影响，因此开展对运动条件下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.运动条件下液态金属铅铋在回路系统中流动传热特性计算方法，其特征在于：该方法为基于滑移网格的模拟运动条件的计算方法，具有方便操作，计算准确的优点；包括以下步骤：步骤1：建立铅铋回路系统计算域原型模型，包括试验段管道、预热段管道、泵模块管道、换热段管道以及绝热段管道几何模型，具体步骤如下：步骤1
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1：运用几何模型建立软件建立铅铋回路系统几何模型，考虑到实际情况，首先在yz平面建立回路轴线模型，按照管道的区域划分把回路轴线模型分成不同的线段，随后在xz平面中以试验段管道轴线的入口端点为圆心，分别以试验段管道横截面半径和主回路管道横截面半径为半径做圆，再将两圆分别沿着各自的管道轴线扫掠，最后在两不同直径管道的交界面出建立面；步骤1
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2：在建立好的几何模型上对不同区域的管道进行选中并命名，分别为试验段管道、预热段管道、泵模块管道、换热段管道以及绝热段管道；步骤2：在步骤1中得到的铅铋回路系统计算域原型模型，包括试验段管道、预热段管道、泵模块管道、换热段管道以及绝热段管道几何模型的基础上进行网格划分，具体步骤如下：步骤2
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1：运用网格划分软件在步骤1
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1中建立的铅铋回路系统几何模型的基础上进行六面体结构化网格划分，得到铅铋回路系统计算域初步整体网格模型；步骤2
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2：进行不同区域网格密度的设计调整，得到铅铋回路系统计算域的最终网格模型，具体地，运用网格划分软件在步骤2
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1中得到的铅铋回路系统计算域初步整体网格模型的基础上，对试验段处的网格进行加密处理，并对所有的横截面划分边界层网格的同时对其进行加密处理；步骤3：选取适配的铅铋物性关系式和湍流普朗特数模型，使用基于滑移网格实现运动条件以及通过附加动量源项模拟生成泵模块的方法并将铅铋物性、湍流普朗特数模型、运动条件以及泵模块以脚本的形式读入流体计算软件，具体步骤如下：步骤3
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1：使用脚本定义铅铋的密度、导热率、比热容和动力粘度，铅铋密度方程为：ρ＝11113.3
‑
1.34*T
ꢀꢀꢀꢀ
(1)其中：ρ——铅铋的密度，kg/m3；T——温度，K；导热率方程为：λ＝4.21+0.012*T
ꢀꢀꢀꢀ
(2)其中：λ——铅铋的导热率，W
·
m
‑1·
K
‑1；动力粘度方程为：其中：η——铅铋的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成龙，袁蓝飞，苏光辉，秋穗正，田文喜，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：