دانلود مقاله کاربرد روش فضای متخلخل در شبیه سازی انتقال حرارت جابجایی طبیعی راکتور مینیاتوری چشمه نوترونی

word قابل ویرایش
6 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
5700 تومان

۱ مقدمه:

پیله ور و همکاران [۱]جریان سیال در راکتورهایی با سوخت کروی را با استفاده از روش فضای متخلخل مدل کرده اند. ظریفی و همکاران[۲]استفاده از نانوسیال در قلب راکتور بوشهر را بوسیله روش فضای متخلخل بررسی کردهاند. آنها در این پژوهش هر مجتمع سوخت را به صورت یک ناحیه با خواص فضای متخلخل در نظر گرفته و ویژگیهای انتگرالی جریان را محاسبه نمودهاند.چاهلافی و همکاران [۳]کاربردی از روش فضای متخلخل در شبیه سازی سیستمآبرسانی در راکتورهای هسته ایرا بررسی کرده اند. اوکیل و همکاران[۴]روش فضای متخلخل را بر روی راکتور PBMR اعمال نموده اند.فوزیماوا و همکاران[۵]نقش تخلخل را در ترموهیدرولیک راکتور-UHT GC را بررسی کرده اند.چندسریز[۶]و همکاران با استفاده از مدل اغتشاشات در فضای متخلخل جریان در لوله ها، کانال ها و دسته لوله ها را مورد بررسی قرار داده اند.ریکاردی[۷] و همکاران با استفاده از مدل فضای متخلخل قلب یک راکتور PWR را از نظر ترموهیدرولیکی بررسی کردهاند.یان ئیژو[۸]روش فضای متخلخل را برای شبیه سازی راکتورهای هسته ای بکار برده است.

۲۱st Iranian Nuclear Conference 25-26Feb 2015 University of Isfahan

_ ت و ی_ ن _ _ا س _ ه _ی _ ان

۶و۷ ا” د ماه ۳۹۳۱ دا+ گاه ) هان

در این پژوهش با استفاده از روش فضای متخلخل رفتار ترموهیدرولیکی راکتور MNSR مورد بررسی قرار می-گیرد. برای این منظور قلب راکتور شامل میله های سوخت و خنک کننده به عنوان فضای متخلخل در نظر گرفته میشود. شبیه سازی به روش فضای متخلخل در دو مرحله صورت میپذیرد. ابتدا پارامترهای مورد نیاز برای در نظر گرفتن قلب به عنوان فضای متخلخل محاسبه می شود. این مرحله “مدلسازی هندسه پیچیده” نامیده میشود. در مرحله بعد قلب به عنوان فضای متخلخل در نظر گرفته شده و جابجایی آزاد درون راکتور (شامل قلب و مخزن) مورد تحلیل قرار میگیرد. این مرحله “مدلسازی هندسه کلی” نامیده میشود.

-۲ روش فضای متخلخل و معادلات حاکم

فضای متخلخل یا به اصطلاح پروس مدیا به صورت کلی به مادهای که شامل زمینه جامد با حفره های به هم متصل باشد، اطلاق میشود. در مدل پروس مدیا میدان جریان در هر نقطه در مقیاس میکروسکوپی حل نمیشود و به جای آن میدان جریان متوسطگیری شده فضایی تعیین میشود. اثر پروس مدیا بر روی جریان متوسط به وسیله ترمهای اضافی تحت عنوان مقاومت جریان در معادله مومنتوم اثر داده میشود. این ترمها با استفاده از مدلهای فیزیکی تعمیم یافته دارسیبصورت زیر محاسبه میشوند:[۹]
(۱) این رابطه سرعت متوسط و افت فشار را به هم ربط میدهد تا فضای متخلخل را مدل کند. عبارت نفوذ پذیری

_ تانسور مرتبه دومی است که تنها به هندسه محیط متخلخل بستگی دارد و ثابت بیبعد مربوط به ضریب دراگ است. مدلسازی فضای متخلخل با استفاده از چشمه مومنتوم در معادلات ناویر استوکس انجام میشود:

(۲) عبارت مربوط به چشمه است . عبارات _ و _
که در این رابطه بترتیب، فاکتور مقاومت ویسکوز و فاکتور
مقاومت اینرسینامیده میشوند.انتقال حرارت در ناحیه متخلخل به صورت زیرمدل میشود:
(۳) میزان تخلخل پروس مدیا، رسانندگی
که در این رابطه انرژی کل سیال، انرژی کل فضای جامد،
حرارتی مؤثر محیط، عبارت مربوط به چشمه آنتالپی است.رسانندگی حرارتی مؤثر در پروس مدیا، ، به

صورت متوسط حجمی رسانندگی حرارتی سیال و رسانندگی حرارتی جامد به صورت زیر محاسبه میگردد:

(۴)

در این رابطه میزان تخلخل محیط، رسانندگی حرارتی فاز سیال و رسانندگی حرارتی فاز جامد است.

۲۱st Iranian Nuclear Conference 25-26Feb 2015 University of Isfahan

_ ت و ی_ ن _ _ا س _ ه _ی _ ان

۶و۷ ا” د ماه ۳۹۳۱ دا+ گاه ) هان

-۱-۲ شبیه سازی مرحله اول

شکلهای ۱ و ۲ بترتیب شماتیکی از هندسه راکتور MNSRو جزئیات شبکه بندی قلب آن نشان داده شده است. شبکه بندی برای مشهای با اندازه های ریز تر نیز انجام شد که تاثیری در همگرایی نداشت. تورم در نزدیکی مرزها به خوبی اعمال شده است تا اثر دیواره مورد بررسی قرار گیرد. تعداد مشها برای هندسه قلب (شامل ۳۵۵ میله سوخت) نزدیک به دو میلیون سلول میباشد.

شکل -۱ جزئیات شبکه بندی در اطراف میله شکل -۲ جزئیات هندسه قلب راکتور های سوخت

-۲-۲ چگونگی محاسبه پارامترهای فضای متخلخل

خواص فضای متخلخل توسط ترم چشمه اضافی به معادلات بقای مومنتوم اعمال میشود. این ترم اضافی توسط معادله ۲ محاسبه میگردد. اغتشاشات القایی از پروس مدیا در مدل پروس مدیا در نظر گرفته نشده است. این سادهسازی ممکن است منجر به انرژی جنبشی و ویسکوزیته اغتشاشات پایین تر شود زیرا معادله مربوط به انرژی جنبشی پروس مدیا در مدل اغتشاشات − استاندارد شامل ترمی مربوط به اغتشاشات القایی از پروس مدیا نمیشود. بنابراین، نتایج بدست آمده در این قسمت، ممکن است آهنگ جابجایی جریان بالاتری را ارائه کند و در نتیجه اختلاف دما کاهش یابد.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
wordقابل ویرایش - قیمت 5700 تومان در 6 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد