刘捷
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高磊
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张学智
,
杨磊
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卢文强
工程热物理学报
在已有的加速器驱动次临界堆无窗散裂靶的设计中,回流区内流体流速较低,散裂反应产生的热量无法被有效带走,不利于整个系统的安全运行.本文围绕这一核心问题,在散裂靶入口加入旋转速度,实现对回流区的优化.首先,通过数值模拟与实验结果的瞬态流型比较,验证了数值方法的正确性.紧接着,在入口逐步加入旋转速度,回流区高度逐渐减小且形成一个新的气蚀区,当旋转速度到达较大数值时,回流区消失,通过流体力学分析上述物理过程得到了解释.在加入更大旋转速度后,新的气蚀区与上方的蒸汽区充分联结,形成了一个“V”字形的蒸汽区域.上述物理结果对我国加速器驱动次临界堆无窗散裂靶的设计优化具有一定参考价值.
关键词:
无窗散裂靶
,
铅铋合金液体及蒸汽
,
气蚀相变
,
回流区
,
旋转速度
刘捷
,
刘佰奇
,
张学智
,
杨磊
,
卢文强
工程热物理学报
本文基于欧洲最新的无窗散裂靶几何结构,对铅铋合金的液体及蒸汽两相含气蚀相变的流动过程进行数值模拟和理论分析.采用κ-ε湍流模型和VOF界面捕获算法模拟了水-空气靶的两相流动,并与同靶型实验结果进行了比较,两者吻合较好.通过计算不同出口压强的相界面形状,获得由于低压带来的气蚀相变及对最终界面形状的影响,结果还表明20000～28000 Pa左右的出口压强可维持两个相界面,流动较稳定.运用伯努利方程理论推导出碰撞点上方回流区高度的解析表达式,并与计算结果进行比较,符合较好.上述物理结果对设计我国加速器驱动次临界堆无窗散裂靶具有一定参考价值.
关键词:
加速器驱动次临界堆系统(ADS)
,
无窗散裂靶
,
铅铋合金(LBE)
,
气蚀相变
强成文
,
赵强
,
李龙
,
王飞
,
杨伟峰
,
张学智
,
张雪荧
原子核物理评论
doi:10.11804/NuclPhysRev.32.04.490
散裂靶件作为加速器和次临界堆芯的耦合部件，是ADS系统相关研究最主要的组成部分之一。无窗靶巧妙地利用了液体的自由液面特性，避免了质子束对结构材料直接轰击，是一种很有前景的散裂靶靶件形式。采用水作为实验工质搭建了一套无窗散裂靶水模拟实验台架，该实验系统覆盖了无窗散裂靶水模拟实验所需的流量及压力条件，采用粒子图像测速仪(PIV)对自由界面的流场进行可视化观察与分析，得到了自由界面的基本表征参数之间关系和可视化界面的流场信息。结果表明，无窗靶自由液面的位置和形状受到回路整体流量、压力和靶件几何尺寸的影响。
关键词:
ADS
,
无窗散裂靶件
,
水模拟实验
,
自由界面
,
可视化流场
