惰性高純氣體對液態(tài)金屬的影響

在鈉冷快堆的設(shè)計(jì)和安全分析中,起始沸騰過熱度是一個(gè)重要參數(shù),可能影響后續(xù)的沸騰過程,如流型演化、沸騰傳熱和沸騰臨界。學(xué)者們針對液態(tài)金屬起始沸騰開展了大量實(shí)驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)起始沸騰過熱度可能受熱流密度、溫度上升率、流速、惰性高純氣體、氧化物雜質(zhì)、操作歷史、表面狀況及加熱表面材料等諸多因素的影響。

近些年關(guān)于液態(tài)金屬起始沸騰過熱度的研究極少,針對其他種類的普通流體卻在相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行了很多研究,包含惰性氣體、表面狀況、潤濕情況等參數(shù)均有涉及。這些研究結(jié)果提供了研究液態(tài)金屬起始沸騰過熱度的新思路。到目前為止,對于液態(tài)金屬起始沸騰的認(rèn)識(shí)仍存在不足,如對于熱流密度、速度等參數(shù)的影響趨勢尚不能完全確定。理論分析和實(shí)驗(yàn)均表明惰性氣體的存在可顯著降低過熱度。但在許多實(shí)驗(yàn)中,沒有充分考慮惰性氣體的影響,因而無法剝離某些因素的獨(dú)立影響。有學(xué)者指出,觀察到的許多參數(shù)的影響可能僅僅是由于惰性高純氣體擴(kuò)散引起的附加效應(yīng)。

為進(jìn)行可靠的實(shí)驗(yàn)或理論分析,必須仔細(xì)分析惰性氣體的變化和影響。作者基于壁面孔穴假設(shè),并考慮惰性氣體的擴(kuò)散和體積變化,對惰性氣體的作用進(jìn)行了分析。在相關(guān)工作的基礎(chǔ)上開展進(jìn)一步研究,對于池式沸騰開展分析,研究惰性高純氣體作用下的局部參數(shù)變化及惰性氣體影響下不同參數(shù)的變化規(guī)律。