發(fā)布時間：2021-01-15 08:54

　　工業(yè)化程度逐漸加深的當(dāng)代社會,對金屬的需求量不斷擴(kuò)大;電力需求驅(qū)動核能的飛速發(fā)展。但是在時代進(jìn)步的背景下,存在許多安全隱患。近年來發(fā)生了許多在冶金工業(yè)生產(chǎn)中的熔融金屬與水接觸相互作用的蒸汽爆炸事故。這些安全事故已經(jīng)慢慢成為冶金工業(yè)不能忽視的嚴(yán)重災(zāi)害。在核能應(yīng)用領(lǐng)域也可能出現(xiàn)熔融金屬與冷卻劑接觸的爆炸場景,比如切爾諾貝利核事故、三里島核事故和福島核事故等世界級災(zāi)難事故,盡管熔融金屬和冷卻劑的種類與冶金事故中的有所區(qū)別,但是,FCI現(xiàn)象（即熔融物與冷卻劑相互作用）所蘊(yùn)含的爆炸反應(yīng)機(jī)制是相同的,并且由于熔融金屬與冷卻劑相互作用是一個復(fù)雜的多相流的反應(yīng)過程,發(fā)生反應(yīng)時持續(xù)時間較短給觀測研究帶來很大難度,目前其作用機(jī)理仍未完全摸清,因此開展熔融金屬與冷卻水相互作用實驗在金屬熔煉和核能的安全分析中具有很大的價值。為了研究熔融金屬與冷卻劑的相互作用機(jī)理,本文選擇熔融金屬銅作為研究重點(diǎn),自主研究設(shè)計了一套電力驅(qū)動的熔融金屬中頻爐與熔融金屬下落實驗臺,并借助了高速攝像技術(shù)對銅開展了不同尺度的熔融金屬液柱與冷卻水直接接觸的可視化實驗研究,通過瞬態(tài)壓力測量系統(tǒng)對碎化壓力進(jìn)行記錄與分析,并綜合實驗產(chǎn)物對相互作... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Taleyarkhan的裝置示意圖

第一章緒論7熔融鉛鉍液柱和水相互作用的產(chǎn)物粒徑在2.8-6.7mm之間的質(zhì)量比重最大。圖1.3黃望哩的裝置示意圖[46]Fig1.3HuangWanglitestfacility1.2.3熔融金屬與冷卻劑相互作用碎化模型高溫熔融金屬落入冷卻劑后，金屬周圍會形成蒸汽膜。受到多種因素影響，蒸汽膜發(fā)生塌陷破裂，高溫熔融金屬與冷卻劑直接接觸并碎化。蒸汽膜的影響因素有很多比如各種熱力學(xué)不穩(wěn)定性、水力學(xué)擾動、外部壓力波沖擊等等[48]，針對這些影響因素而開發(fā)的各種模型便應(yīng)運(yùn)而生。（1）Papuccuoglu熱碎化模型[49]。Papuccuoglu認(rèn)為碎化主要是由于冷卻劑產(chǎn)生了許多蒸汽。當(dāng)高溫熔融金屬遇到冷卻劑，冷卻劑迅速蒸發(fā)氣化，大量蒸汽會射入熔融金屬內(nèi)部，破壞金屬的整體結(jié)構(gòu)，熔融金屬在內(nèi)外流體的共同作用下碎化，如圖1.4所示.但是由于在實驗中不能實際觀測到這種射流行為，思想難以驗證，一直受到學(xué)者的質(zhì)疑。圖1.4Papuccuoglu碎化模型Fig1.4ConceptofthePapuccuoglumodel

第一章緒論7熔融鉛鉍液柱和水相互作用的產(chǎn)物粒徑在2.8-6.7mm之間的質(zhì)量比重最大。圖1.3黃望哩的裝置示意圖[46]Fig1.3HuangWanglitestfacility1.2.3熔融金屬與冷卻劑相互作用碎化模型高溫熔融金屬落入冷卻劑后，金屬周圍會形成蒸汽膜。受到多種因素影響，蒸汽膜發(fā)生塌陷破裂，高溫熔融金屬與冷卻劑直接接觸并碎化。蒸汽膜的影響因素有很多比如各種熱力學(xué)不穩(wěn)定性、水力學(xué)擾動、外部壓力波沖擊等等[48]，針對這些影響因素而開發(fā)的各種模型便應(yīng)運(yùn)而生。（1）Papuccuoglu熱碎化模型[49]。Papuccuoglu認(rèn)為碎化主要是由于冷卻劑產(chǎn)生了許多蒸汽。當(dāng)高溫熔融金屬遇到冷卻劑，冷卻劑迅速蒸發(fā)氣化，大量蒸汽會射入熔融金屬內(nèi)部，破壞金屬的整體結(jié)構(gòu)，熔融金屬在內(nèi)外流體的共同作用下碎化，如圖1.4所示.但是由于在實驗中不能實際觀測到這種射流行為，思想難以驗證，一直受到學(xué)者的質(zhì)疑。圖1.4Papuccuoglu碎化模型Fig1.4ConceptofthePapuccuoglumodel

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]蒸汽爆炸中熔融金屬與冷卻劑接觸特性研究綜述[J]. 紀(jì)國劍,李佩螢,李森,周寧.  工業(yè)安全與環(huán)保. 2019(08)
[2]熔融物液柱碎化模型對先進(jìn)壓水堆堆外蒸汽爆炸計算的影響分析[J]. 陳巧艷,王輝,石雪垚.  原子能科學(xué)技術(shù). 2016(05)
[3]基于TEXAS-Ⅴ的AP1000堆外蒸汽爆炸分析[J]. 張蕊,陳榮華,田文喜,蘇光輝,秋穗正.  原子能科學(xué)技術(shù). 2015(01)
[4]蒸汽爆炸中熔融物液滴直徑敏感性分析[J]. 雷蕾,林萌,周源,楊燕華.  核技術(shù). 2013(03)
[5]高溫表面淹沒過程中膜態(tài)沸騰的實驗研究[J]. 劉斌,潘良明,陳德奇,劉宏波.  熱加工工藝. 2012(18)
[6]堆外蒸汽爆炸堆腔壓力沖量分布計算分析[J]. 黃熙,楊燕華,王溪.  核動力工程. 2011(03)
[7]熔融液滴與水作用細(xì)�；瘜嶒炑芯縖J]. 林千,佟立麗,曹學(xué)武,KRIVENTSEV Vladimir.  核動力工程. 2009(01)
[8]“8．19”鋁液外溢爆炸重大事故原因分析[J]. 趙華.  現(xiàn)代職業(yè)安全. 2008(05)
[9]山東魏橋鋁液爆炸事故原因查出[J].   鑄造技術(shù). 2008(03)
[10]熔融液滴在冷卻劑中的運(yùn)動特性實驗[J]. 李良星,李會雄,陳聽寬.  核動力工程. 2007(05)

碩士論文
[1]非牛頓流體薄膜的流動傳熱傳質(zhì)解析研究[D]. 袁博.北京建筑大學(xué) 2019
[2]核電廠嚴(yán)重事故蒸汽爆炸數(shù)值模擬研究[D]. 黃熙.上海交通大學(xué) 2011
[3]熔融金屬液柱注入冷卻劑過程中的表面失穩(wěn)與碎化研究[D]. 王溪.上海交通大學(xué) 2011



本文編號：2978615