液滴法成球过程模拟计算软件

根据液滴法制备空心玻璃微球的成球过程数学模型，用Delphi5.0计算机语言编写了对应的模拟计算软件。该软件能够模拟计算成球过程中液滴／球壳的大小、下落速率、下落时间、壁厚、内气压等参数及其随操作条件改变的定量变化。初步实验表明：模拟计算结果与实验结果基本符合。     

熔融液滴在冷却剂中的运动特性实验

设计、建立了研究高温熔融液滴与冷却剂相互作用的可视化实验装置,通过高速摄影记录熔融液滴的下落过程,获得了下落小球运动过程曲线,重点考察了液滴温度和冷却剂温度对液滴-冷却剂界面作用过程的影响.结果表明,熔融液滴穿过气-水界面后,将首先经历一个速度骤降-回升过程,之后液滴作减速运动下落;当冷却水温度一定时,高温熔融液滴温度越高,熔融液滴入水后下落速度越快;当熔融液滴温度一定时,冷却水温度越高,熔融液滴入水后下落速度越快.     

熔融液滴与水作用细粒化实验研究

针对核反应堆发生严重堆芯熔化事故时可能发生的燃料与冷却剂的相互作用以及蒸汽爆炸的复杂过程,对高温熔融金属液滴与水作用的细粒化过程进行了实验研究.对不同工况下实验产物的形状进行了比较分析,并对熔融液滴初始温度、水温、下落高度及材料物性对细粒化过程的影响进行了研究.本文还采用高速摄像仪对熔融液滴的细粒化过程进行了观测.结果表明:熔融液滴初始温度、水温和材料物性对细粒化程度的影响较大;本实验参数范围内下落高度对细粒化程度的影响不大.     

熔融液滴与冷却剂相互作用实验中液滴释放控制机构的研制

在高温熔融液滴与冷却剂相互作用的实验中,熔融液滴的释放控制对整个实验起至关重要的作用.本文在以往实验机械控制装置的基础上,自主设计一个自动控制电路来代替人工机械操作,利用控制电路给电磁铁提供瞬时脉冲来控制液滴瞬时释放下落,简化实验的可持续性操作,提高实验的重复性、精确性和操作方便性.     

液滴法制备空心玻璃微球的过程分析

将液滴法制备空心玻璃微球（HGM）的过程划分为液滴的形成、凝胶球壳的形成与干燥、干凝胶球壳的熔炼等阶段,分析了各阶段的物理过程,提出了控制液滴大小、初始速度和液滴中玻璃形成物含量的定量方法,阐述了炉体轴向温度分布、抽气速率和吹扫气体组成对形成HGM的影响。     

核反应堆冷却剂丧失事故下喷淋液滴特性研究

在核反应堆发生冷却剂丧失事故（LOCA）时,大量质能释放到安全壳内,通过喷淋能有效降低安全壳内的温度及压力。考虑喷淋液滴下落过程中体积、质量、温度及阻力系数的变化,应用对流传热及传质关联式,计算得到液滴与周围介质的传热、传质特性。计算结果与TOSQAN试验对比符合较好。对不同液滴尺寸、不同环境压力及蒸汽未达到饱和的情况进行了计算,分析了喷淋的影响,结果可为喷淋系统的设计与应用提供一定的理论依据。     

高温堆停堆落球装置吸收球下落特性分析

对高温气冷堆停堆落球装置中的吸收球下落特性进行研究。采用与实际吸收球等直径(φ6 mm)的玻璃球,以及与实际堆芯吸收球下落孔道等内径(φ60 mm)的有机玻璃管落球装置,进行空气环境中玻璃球的重力下落试验。孔口颗粒重力下落质量流率的经验公式Beverloo公式与本次试验结果符合较好,偏差在4%～12%。实测玻璃球在有机玻璃贮球罐中的安息角约为23。试验结果表明:就目前所设计的带有锥形漏斗的贮球罐,对应于中心孔口垂直上方的玻璃球首先开始流动,然后周围的颗粒不断向孔口中心补充,玻璃球面逐渐下降,玻璃球在贮球罐内下落顺畅。     

高温熔融液滴破碎特性实验研究

对高温熔融液滴在水中的破碎特性进行了实验研究，重点考察和分析了液滴材料的物理化学性质、熔化潜热和熔融液“粘糊状区域”(Mushy Zone)等因素对液滴破碎过程的影响。用共晶和非共晶的铅(Pb)-铋(Bi)合金作为液滴材料，用水作冷却剂，完成了约10个系列的实验工况．分别测量了液滴破碎后碎片的累积质量分布和质量平均尺寸。根据实验结果探讨了液滴材料的焓、熔化潜热、粘性等因素影响液滴变形与破碎过程的规律。     

胶凝法制造UO_2陶瓷微球时空气区长度的确定

胶凝法是制造高温气冷堆(HTR)燃料元件核芯UO_2陶瓷微球的主要方法。在制造过程中胶液首先从喷嘴喷出,分散成滴并经过一段空气区后液滴球形度达到一定要求,随即进入固化区进行固化成形。液滴从离开喷嘴到进入固化区落下的距离即为空气区长度。为了获得具有较高球形度的UO_2微球,本文建立了一个数学模型,通过理论计算得到了优化的空气区长度,并通过实验验证了计算结果。当球形度E=1.05时,空气区高度为0.22 m,与实际操作相吻合。     

钠工艺间钠雾火模型适用性分析

钠冷快堆钠泄漏事故中,泄漏的钠以液滴形式在抛射过程中与空气剧烈反应,发生钠雾火现象。通过桑迪亚国家实验室（Sandia National Laboratories,SNL）的T3钠雾火实验结果,以及原子国际（Atomics International,AI）的J1～J4钠雾火实验结果,对改进的Tsai钠雾火模型适用性进行了评估。针对Tsai模型高估实际工况钠喷雾燃烧速率的问题,将Tsai模型中钠液滴下落模型改为单一速度模型,同时将喷雾燃烧对空间的影响改为瞬发。在T3实验中分析了钠雾火阶段对改进模型适用性的影响,在J1～J4实验中分析了初始氧气浓度对改进模型适用性的影响。结果表明：改进的钠雾火模型能够很好地预测空气中钠喷雾燃烧的升温升压现象以及钠消耗量,可以应用于预测钠工艺间内钠泄漏事故后发生在空气中的钠雾火行为。     

液滴碰撞实验与数值模拟研究

通过实验研究与数值模拟相结合的方法研究了液滴碰撞现象,分析了液滴铺展和反弹现象,并讨论了液滴半径和表面张力系数对液滴运动过程的影响。结果表明:数值模拟结果与实验观察结果吻合较好,振荡强度随液滴半径的增加而减小,随碰撞速度的减小而增强;随表面张力系数的减小,振荡衰减更快,同时振荡频率减小;液滴铺展到最大值所用时间与碰撞速度和表面张力系数有关。     

GRNN算法多球中子谱仪解谱软件设计

为更加准确的求解中子辐照环境中的中子能谱,编写了基于GRNN算法的多球解谱程序,设计了基于MATLAB的图形用户界面,开发了通用性强、计算准确、人机交互性能好的解谱软件.模拟计算以及实验测试的结果表明,该解谱软件实现了设计的功能,并且解谱结果与标准能谱相似度很高.     

均匀液滴喷射性能的实验研究

液滴式辐射器中液滴的喷射性能决定了液滴层中液滴的直径、间距、速度等参数,进而决定了整个液滴层的辐射散热性能.利用Rayleigh-Weber射流理论初步确定产生均匀液滴流的频率范围,完成了喷射实验装置的设计.通过实验研究了工质压力、扰动频率、喷孔的直径、喷孔长径比对均匀液滴流产生的影响.     

高温气冷堆球床模拟研究

本文描述了漏斗形高温气冷球床堆的模拟计算方法及数据转换情况,克服了原来VSOP程序系统只能将漏斗形堆芯等效成一个圆柱体的局限性,新的程序系统CHTRP可依照实验测得的球流速度曲线剖分几何网格层,对于不同尺寸的反应堆锥体都可进行模拟计算,并作了实例计算,取得了令人满意的结果,为高温堆物理设计和分析提供了有力的工具。     

气泡破裂及其诱发射流液滴释放过程的实验研究

本文基于实验方法,通过高速摄像的方法捕捉不同直径下的气泡破裂过程及射流液滴的释放过程,获得了气泡破裂后气泡空腔的演变过程,捕捉了射流液滴的速度,探究了气泡直径和气泡表面寿命对射流液滴释放过程的影响规律。实验结果表明,气泡表面寿命对气泡破裂产生射流液滴的过程有着重要影响。随气泡表面寿命的增加,破裂气泡产生的射流液滴的速度也随之增加。当气泡直径较小时,气泡表面寿命呈现Rayleigh分布的特征,射流液滴的释放概率也较高。随气泡直径的增加,气泡表面寿命逐渐转变为指数衰减分布的特征,射流液滴的释放概率也随之下降。基于现有实验数据给出了一个精度更高的射流液滴速度与气泡直径关系式。     

WWER-1000反应堆APP工作棒组的选取及其氙瞬态过程

WWER-1000反应堆设置有快速预保护系统,在特定情况下能通过下落APP工作棒组引入适量负反应性,使堆芯核功率迅速下降到合理水平,避免跳堆。APP工作棒组需要根据实际的堆芯状态挑选,本文以田湾3号机首循环为例,使用KASKAD软件包进行模拟计算,挑选出合适的APP工作棒组,并对APP工作棒组下插后的氙瞬态过程进行了模拟计算。结果可以为电站的安全运行提供建议。     

气泡破裂及其诱发射流液滴释放过程的实验研究

本文基于实验方法,通过高速摄像的方法捕捉不同直径下的气泡破裂过程及射流液滴的释放过程,获得了气泡破裂后气泡空腔的演变过程,捕捉了射流液滴的速度,探究了气泡直径和气泡表面寿命对射流液滴释放过程的影响规律。实验结果表明,气泡表面寿命对气泡破裂产生射流液滴的过程有着重要影响。随气泡表面寿命的增加,破裂气泡产生的射流液滴的速度也随之增加。当气泡直径较小时,气泡表面寿命呈现Rayleigh分布的特征,射流液滴的释放概率也较高。随气泡直径的增加,气泡表面寿命逐渐转变为指数衰减分布的特征,射流液滴的释放概率也随之下降。基于现有实验数据给出了一个精度更高的射流液滴速度与气泡直径关系式。     

钒球的中子倍增率与活化反应率

以一直径138cm的聚乙烯球作为中子慢化剂与全吸收探测器，采用全吸收法测量了钒球的14MeV中子的泄漏倍增率。用1支与H对热中子具有相同1／V吸收规律的^6Li玻璃探测器的测量子全吸收体的径向中子计数率分布。实验得到了钒球中心D－T中子时的Al、Fe、In和V一组阈探测器的绝对活化反应率的分布。用MCNP／4A程序、ENDF／B－Ⅵ和FENDL－2核数据进行了模拟计算。与实验结果相比较可知：用ENDF／B－Ⅵ库数据的计算结果与实验结果符合良好，而用FENDL－2库数据的计算结果比实验结果约高4％。     

波形板分离器中液滴轨迹的数值模拟

采用单颗粒动力学模型及自行研制的计算机程序对波形板汽水分离器中液滴的运动轨迹进行了数值模拟计算。通过对波形板中液滴轨迹的数值模拟可以为优化波形板结构提供理论依据。     

气泡破裂产生膜液滴理论模型的建立与验证

本文研究了常温、常压条件下自由液面单气泡破裂产生膜液滴现象。在明确该过程物理机理及气泡破裂环状物模型基础上,应用瑞利射流不稳定性分析理论结果,通过合理假设,建立了自由液面单气泡破裂产生膜液滴的物理模型。通过引入瑞利断裂时间判据,对时间变量进行离散,数值求解该理论模型,可获得气泡破裂产生膜液滴的初始参数,包括膜液滴数量、尺寸、速度、初始位置。将模型计算结果同已有实验数据对比,二者符合较好,证明了模型的正确性。