核能是人类发展过程中重要的能源,其安全性研究作为重中之重。自然循环依靠冷热端的密度差驱动流体,能够大大简化系统,提高反应堆固有安全性,也是非能动自然循环反应堆的一种主要冷却方式。利用CFX对液态金属自然循环流动换热进行数值模拟,对其传热系数、流量、出口温度、热分层等进行了研究。利用析因分析的方法对影响传热系数、流量的因素进行了研究,分析了因素之间交互作用的影响及各因素的贡献率。发现了不同液态金属自然循环流动换热的共性和差异性。液态钠、钠钾合金、铅、铅铋流动换热共性是其传热系数主要受到功率的影响,而压力、入口温度对其作用较小。特别是对于压力,其对不同液态金属的流量、流速、出口温度几乎均没有影响。对于液态金属的流量,不受因素之间交互作用的影响。此外,由于液态金属有着较大的粘度,所以几乎都有热分层现象的产生。不同液态金属自然循环流动换热也有着诸多的差异。在相同的功率条件下,液态钠的传热系数远大于钠钾合金、铅、铅铋的传热系数,其传热效果更好。在四种液态金属中,钠钾合金的出口流速最大,其自然循环的能力是最强的。而对于出口温度,钠钾合金也远大于其他三种液态金属。相比于液态钠、钠钾合金,铅和铅铋的热分层现象更为严重。对于液态金属的流量,主要受功率和温度的影响。钠的流量受入口温度的影响最大,贡献率达到了 62.34%;而对于钠钾合金、铅、铅铋的流量,其受功率的影响最大,贡献率分别为54.25%、79.09%、66.60%。因素之间的交互作用对传热系数也有着重要影响。对于液态钠、钠钾合金、铅铋传热系数的影响因素中,分别受到了功率-压力,压力-入口温度,功率-入口温度交互作用的影响。而对于液态铅传热系数的影响因素中,各因素之间不存在交互作用。