第四代反應(yīng)堆在經(jīng)濟(jì)性、鈾資源利用率上相對(duì)前幾代反應(yīng)堆有很大的提高,其中鈉冷快堆是第四代反應(yīng)堆的典型代表。然而鈉冷快堆中鈉泄漏和燃燒引起的鈉火事故嚴(yán)重影響反應(yīng)堆安全,而鈉滴燃燒是研究鈉火事故的基礎(chǔ),因此本研究主要對(duì)鈉火事故中鈉滴燃燒進(jìn)行仿真研究。本研究以鈉滴預(yù)燃模型、氣相區(qū)燃燒模型及其他成熟的理論模型為基礎(chǔ)建立鈉滴燃燒仿真模型,同時(shí)借鑒其他金屬和非金屬液滴燃燒仿真經(jīng)驗(yàn),選擇FLUENT軟件進(jìn)行模擬仿真,以鈉滴燃燒實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),驗(yàn)證仿真模型的有效性,對(duì)鈉滴燃燒有較高的計(jì)算精度,計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值相對(duì)誤差為7-10%;最后基于該仿真模型對(duì)鈉滴燃燒特性進(jìn)行分析,包括釋熱率、反應(yīng)組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)等,并研究鈉滴初始溫度、直徑、氧濃度和對(duì)流強(qiáng)度對(duì)鈉滴燃燒的影響。根據(jù)仿真結(jié)果,鈉-氧反應(yīng)在鈉滴附近發(fā)生,在該位置產(chǎn)生了較高的釋熱率,初始溫度523K、氧濃度12%時(shí)最大釋熱率為4.98W。由于反應(yīng)的發(fā)生和氧化劑的進(jìn)入,使得鈉蒸氣不能擴(kuò)散到離鈉滴較遠(yuǎn)的位置;當(dāng)鈉滴燃燒時(shí),最高溫度為火焰鋒面溫度;由于初始階段鈉蒸發(fā)率較小,環(huán)境中氧氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低,化學(xué)反應(yīng)較弱,隨著時(shí)間增加,鈉-氧反應(yīng)變得劇烈,使反應(yīng)熱和反應(yīng)產(chǎn)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)... 

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 國內(nèi)外鈉滴燃燒研究現(xiàn)狀
        1.2.1 鈉滴燃燒實(shí)驗(yàn)研究
        1.2.2 鈉滴燃燒仿真研究
    1.3 國內(nèi)外其他類型液滴燃燒研究
    1.4 主要研究內(nèi)容和研究方法
第2章 鈉滴燃燒仿真模型
    2.1 鈉滴燃燒幾何模型
    2.2 鈉滴燃燒模型
        2.2.1 鈉滴預(yù)燃階段
        2.2.2 鈉滴燃燒階段
    2.3 氣相區(qū)傳熱模型
        2.3.1 預(yù)燃階段傳熱模型
        2.3.2 燃燒階段傳熱模型
    2.4 鈉滴內(nèi)部簡化
    2.5 對(duì)流條件下鈉滴燃燒
    2.6 物性參數(shù)的計(jì)算與選取
    2.7 本章小結(jié)
第3章 仿真模型CFD求解
    3.1 CFD軟件概述
    3.2 初始條件和邊界條件
    3.3 幾何條件及網(wǎng)格劃分
        3.3.1 幾何建模
        3.3.2 網(wǎng)格劃分
    3.4 FLUENT仿真模型
        3.4.1 氣相控制方程
        3.4.2 湍流模型
        3.4.3 組分輸運(yùn)和反應(yīng)流模型
    3.5 控制方程的離散
        3.5.1 鈉滴燃燒控制方程的離散
        3.5.2 氣相控制方程的離散
    3.6 控制方程求解
    3.7 網(wǎng)格和時(shí)間步長的無關(guān)性檢驗(yàn)
    3.8 本章小結(jié)
第4章 仿真結(jié)果驗(yàn)證及分析
    4.1 仿真結(jié)果驗(yàn)證
        4.1.1 鈉滴燃燒實(shí)驗(yàn)測(cè)溫系統(tǒng)介紹
        4.1.2 對(duì)比驗(yàn)證
    4.2 鈉滴燃燒特性分析
    4.3 不同因素對(duì)鈉滴燃燒的影響
        4.3.1 初始溫度的影響
        4.3.2 氧氣濃度的影響
        4.3.3 鈉滴直徑的影響
        4.3.4 對(duì)流強(qiáng)度的影響
    4.4 本章小結(jié)
第5章 霧化場(chǎng)中鈉滴特性分析
    5.1 鈉滴霧化特性
    5.2 基于FLUENT的求解過程
        5.2.1 幾何條件及網(wǎng)格劃分
        5.2.2 FLUENT模型的選擇
    5.3 計(jì)算結(jié)果與分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝



本文編號(hào)：3655371