核填充卵石层CFD-DEM模拟辐射换热的参数分析及壁面效应

摘要

在高温气体冷却核反应堆(HTGR)的核心传热中,辐射传热在CFD-DEM仿真中起着重要作用。对热辐射的参数分析和壁效应进行了数值研究。提出了一种细胞模型以讨论温度和卵石尺寸的影响。辐射有效电导率与温度的卵石直径和立方体成比例。对于工程案例,辐射的发射率大致线性。在没有壁效应的散装区域中,辐射导热率与填充密度成反比。对于具有强制对流的普通气体,可以忽略固体电导率和气体吸收的效果。通过均匀的连续模型和离散粒子模拟,辐射电导率与卵石球形成反比,与径向分布和辐射相互作用功能的积分成比例。墙壁和近壁区域的辐射特性与散装区域的辐射特性不同。

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参考

  1. 陈建昌,邱吉尔,s.w. 1963。填料床中的辐射传热。AIChE J9: 35-41。

    谷歌学术

  2. 戴伟,韩娜,甘艳。2019。填料结构对颗粒介质有效导热系数的影响:一项颗粒级的研究。int J Therm SCI, 142: 266 - 279。

    文章谷歌学术

  3. De Beer, M., du Toit, c.g., Rousseau, P. G. 2018。填充卵石床近壁区有效导热系数的实验研究。诊断Eng Des, 339: 253 - 268。

    谷歌学术

  4. 戈德比,H. W.齐格勒,w.t. 1966。MgO, Al的热导率2O3., ZrO2粉末至850°C。II。理论。J:,37:56-65。

    谷歌学术

  5. Gusarov, A. V. 2019。薄壁形态非均质介质中辐射传输的统计方法- ii:应用。J Hige Transf., 141: 012701。

    谷歌学术

  6. 贾,X.,GUI,N.,Wu,H.,Yang,X.,Tu,J.,Jiang,S。2017年。循环卵石流量再循环流速影响的数值研究和分析。粉抛光工艺, 314: 608 - 619。

    谷歌学术

  7. 姜森,涂军,杨晓明,桂宁。2019.中国生物医学工程学报。球床高温气冷堆球流研究进展。计算多相流1: 159 - 176。

    谷歌学术

  8. 国一博士,史密斯,j.m. 1960。多孔岩石的传热特性。AIChE J,6:71-78。

    谷歌学术

  9. Latifi,M. S.,Colangelo,G.,Starace,G.2020。CFD研究燃料球体大小对PBR核心的影响。计算多相流2: 109 - 114。

    谷歌学术

  10. 劳比茨,m.j., 1959。热导粉。可以J phy37: 798 - 808。

    文章谷歌学术

  11. NASR,K.,Viskanta,R.,Ramadhyani,S. 1994。在高温下填充床的有效热导体的实验评价。J Hige Transf.,116:829-837。

    文章谷歌学术

  12. Podlozhnyuk,A.,Pirker,S.,Kloss,C. 2017.高效地实施了开源框架内的离散元件的超级粒子。第一版粒子机械4: 101 - 118。

    文章谷歌学术

  13. 拉巴丹桑塔纳,E.,Pozzetti,G.,Peters,B. 2019。双电网MultiScale CFD-DEM耦合方法在填充床反应堆中模拟滚道动态的应用。化学Eng Sci205: 46-57。

    文章谷歌学术

  14. Rouhani,M.,Huttema,W.,Bahrami,M. 2018.填充床吸附器的有效导热系数:第1部分 - 实验研究。热质量传输, 123: 1204 - 1211。

    文章谷歌学术

  15. Schotte, w . 1960。填充床的导热系数。AIChE J,6:63-67。

    文章谷歌学术

  16. Soltanbeigi, B., Podlozhnyuk, A., Papanicolopulos, S. A., Kloss, C., Pirker, S., Ooi, J. Y. 2018。多球形和超二次颗粒微观和宏观力学特性的DEM研究。粉抛光工艺, 329: 288 - 303。

    文章谷歌学术

  17. Tang, Y., Zhang, L., Guo, Q., Xia, B., Yin, Z., Cao, J., Tong, J., Rycroft, C. H. 2019. Analysis of the pebble burnup profile in a pebble-bed nuclear reactor.诊断Eng Des, 345: 233 - 251。

    文章谷歌学术

  18. 王的年代,罗,K。,C。,J。,风扇,J . 2019。流化床传热CFD-DEM模拟:模型验证、验证和应用。化学Eng Sci, 197: 280 - 295。

    文章谷歌学术

  19. 吴鸿,桂宁,杨晓,涂洁,姜松。2016a.中国,上海,粒径和区域宽度对二区卵石床中卵石混合和分散的影响。格兰努紧物质, 18: 76。

    文章谷歌学术

  20. 吴鸿,桂宁,杨晓,涂军,姜松。2016b.中国科学院研究生院。尺度对填充卵石层辐射换热模拟的影响。热质量传输,101:562-569。

    谷歌学术

  21. 吴,H.,GUI,N.,Yang,X.,Tu,J.,Jiang,S。2017年。填充卵石床中传热的数值模拟:CFD-DEM与颗粒热辐射联接。热质量传输, 110: 393 - 405。

    谷歌学术

  22. 吴海峰,桂宁,杨晓,涂洁,姜森。2018a。一种用于颗粒热辐射填充卵石层CFD-DEM模拟的光滑孔隙率方法。热质量传输,118:275-288。

    谷歌学术

  23. 吴海峰,桂宁,杨晓,涂军,蒋顺。2018b。核填充卵石层热辐射有效导热系数的模拟。J Hige Transf., 140: 042701。

    谷歌学术

  24. 吴浩,桂宁,杨晓,涂洁,蒋顺。2018c。核填充卵石层热辐射的粒子尺度研究。J Hige Transf., 140: 092002。

    谷歌学术

  25. 吴华,桂宁,杨晓,涂军,姜森。2020。填充床有效辐射换热的近似函数模型。安诊断能源, 135: 107000。

    谷歌学术

  26. 吴,Y。,任,C。李,R,杨,X。,你,J。,江,s . 2018 d。高温气冷堆中球床在真空条件下的有效热扩散率和传导率的测定。学监诊断Energ, 106: 195 - 203。

    谷歌学术

  27. 张,Z.,Dong,Y.,Li,F.,Zhang,Z.,Wang,H.,Huang,X.,Li,H.,Liu,B.,Wu,X.,Wang,H.,刁,X.,张,H.,王,J.2016。山东石岛湾200 MWE高温气体冷却反应堆卵石床模块(HTR-PM)演示发电厂:工程技术创新。工程2: 112 - 118。

    谷歌学术

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感谢中国博士后科学基金(No. 2018M640141)、国家自然科学基金(No. 51406100、No. 51576211)、国家自然科学基金创新研究群体科学基金(No. 51321002)、国家自然科学基金(No. 51321002)、国家自然科学基金(No. 51576211)对本研究的支持。国家高技术研究发展计划(863计划,批准号:2014AA052701)。

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吴合,桂宁,杨晓。等等。核包装鹅卵石床CFD-DEM仿真辐射传热的参数分析与墙体效应。Exp。第一版。Multiph。流3.250 - 257(2021)。https://doi.org/10.1007/s42757-020-0058-2

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关键词

  • 鹅卵石床
  • 热辐射
  • 离散单元法
  • 参数分析
  • 壁效应