上旋式液態(tài)無(wú)窗散裂靶件自由界面數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、作為加速器驅(qū)動(dòng)次臨界系統(tǒng)（ADS）中入射質(zhì)子束與次臨界堆芯的耦合部件，散裂靶件維系系統(tǒng)安全性與穩(wěn)定性，液態(tài)無(wú)窗散裂靶件是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。
　　本文分析下落式液態(tài)無(wú)窗散裂靶件數(shù)值模擬與可視化實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出其存在的不足，即自由界面長(zhǎng)度較大時(shí)，自由界面下端撕裂嚴(yán)重，自由界面不穩(wěn)定；自由界面長(zhǎng)度較小時(shí)可獲得穩(wěn)定完整的自由界面，但此時(shí)界面下存在渦旋回流，散裂區(qū)域反應(yīng)熱不能及時(shí)被作為冷卻劑的鉛鉍合金帶出。
　　提出一種新的上旋式無(wú)窗散裂

2、靶件，流體從下部入口流入經(jīng)過(guò)葉輪獲得切向速度后旋轉(zhuǎn)向上，在喇叭形出口處旋轉(zhuǎn)流出形成圓錐形自由界面。論文主要包括：
　　（1）介紹其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)比水和液態(tài)鉛鉍合金的各項(xiàng)無(wú)量綱參數(shù)，驗(yàn)證此結(jié)構(gòu)中以常溫常壓下的水模擬400℃液態(tài)鉛鉍合金水力學(xué)行為的可行性。使用常溫常壓液態(tài)水為工質(zhì)，建立數(shù)值模型對(duì)上旋式無(wú)窗靶件的不同幾何尺寸進(jìn)行數(shù)值模擬，探究最優(yōu)幾何尺寸。改進(jìn)數(shù)值模型研究葉輪葉片傾角及入口流速對(duì)自由界面的影響，得到自由界面控制方法。

3、>　　（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)段，搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并尋找非可視化條件下自由界面測(cè)量方法，測(cè)量在不同葉片傾角與不同入口流速下自由界面位置，并與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行定量對(duì)比分析，檢驗(yàn)數(shù)值模型對(duì)自由液面變化趨勢(shì)模擬的結(jié)果。分析定量結(jié)果差異原因，提出實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案及數(shù)值模型優(yōu)化方案。
　?。?）使用液態(tài)鉛鉍合金對(duì)相同數(shù)值模型進(jìn)行模擬，并與以水為工質(zhì)的模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證以水為模擬工質(zhì)的可行性。
　　本文旨在提出不同于下落式靶件的上旋式無(wú)窗散裂靶件新