熔融物碎片床两相流动压降数值模拟和物理模型对比

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多孔介质内冷却水的两相流动压降特性对熔融物碎片床的可冷却性分析有重要影响.本文基于ANSYS Fluent,采用用户定义函数(UDF)开发了多孔介质内的两相流动的压降的计算方法,考虑了两相流体与固体颗粒的摩擦以及流体内的相间力的影响.采用该计算方法对POMECO-FL和Tutu实验分别进行了模拟和验证,分析了多孔介质内汽液相流动压降的影响特性,同时还比较和探讨了不同物理关系式模型对流动摩擦压降计算的影响,并给出了模型选择的参考推荐.结果表明:本文开发的计算方法的模拟结果能和实验较好地吻合,从而验证了其有效性,为进一步开发碎片床冷却性分析工具打下基础.单相流动中,相同流速下水产生的压降明显高于气体;而两相流动中含气率有重要影响.对于多孔介质内汽液流速差别较大的情况,Reed模型能给出较好结果;而对于汽液流速差别较小的情况,则推荐使用考虑了相间作用力的MTD模型.
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