上旋式液態(tài)無窗散裂靶件自由界面數(shù)值模擬和實驗研究.pdf

1、作為加速器驅動次臨界系統(tǒng)（ADS）中入射質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)無窗散裂靶件是當前的研究熱點。
　　本文分析下落式液態(tài)無窗散裂靶件數(shù)值模擬與可視化實驗結果，提出其存在的不足，即自由界面長度較大時，自由界面下端撕裂嚴重，自由界面不穩(wěn)定；自由界面長度較小時可獲得穩(wěn)定完整的自由界面，但此時界面下存在渦旋回流，散裂區(qū)域反應熱不能及時被作為冷卻劑的鉛鉍合金帶出。
　　提出一種新的上旋式無窗散裂

2、靶件，流體從下部入口流入經(jīng)過葉輪獲得切向速度后旋轉向上，在喇叭形出口處旋轉流出形成圓錐形自由界面。論文主要包括：
　　（1）介紹其結構設計，對比水和液態(tài)鉛鉍合金的各項無量綱參數(shù)，驗證此結構中以常溫常壓下的水模擬400℃液態(tài)鉛鉍合金水力學行為的可行性。使用常溫常壓液態(tài)水為工質，建立數(shù)值模型對上旋式無窗靶件的不同幾何尺寸進行數(shù)值模擬，探究最優(yōu)幾何尺寸。改進數(shù)值模型研究葉輪葉片傾角及入口流速對自由界面的影響，得到自由界面控制方法。

3、>　?。?）設計實驗段，搭建實驗系統(tǒng)，并尋找非可視化條件下自由界面測量方法，測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)值模擬結果進行定量對比分析，檢驗數(shù)值模型對自由液面變化趨勢模擬的結果。分析定量結果差異原因，提出實驗改進方案及數(shù)值模型優(yōu)化方案。
　?。?）使用液態(tài)鉛鉍合金對相同數(shù)值模型進行模擬，并與以水為工質的模擬結果進行對比，驗證以水為模擬工質的可行性。
　　本文旨在提出不同于下落式靶件的上旋式無窗散裂靶件新