竖直矩形窄通道内PM_1颗粒沉积的数值模拟

采用数值模拟,在长为1 000mm,截面为20mm×20mm的竖直矩形窄通道内,研究不同温度场内PM1颗粒湍流工况下的沉积规律。对气相采用标准k-ε模型来预测通道内流场与近壁面区域的湍流变化,对PM1颗粒采用DPM(DiscretePhaseModel)离散相模型来跟踪颗粒的运动轨迹。在模拟计算前,对模型进行网格敏感性分析,确定网格节点数为180 000。结果表明,矩形通道内湍流扩散作用、热泳效应和二次流的共同作用使PM1颗粒在近壁面区域富集;矩形窄通道内的二次流使PM1颗粒随主流被"搬移"到拐角和靠近拐角的壁面处,并在此大量富集;在温度场内近壁面区域,热泳力是PM1在冷壁面上发生沉积的最主要因素,但随主流温度的增高,PM1颗粒布朗运动显著增强,致使其无规则运动和扩散加强,不利于形成稳定的富集区,减弱了PM1颗粒在冷壁面上的沉积。

两种截面窄通道内PM_1颗粒沉积数值模拟对比研究

基于FLUENT软件,对尺寸为20 mm×20 mm×1000 mm(通道1)和10 mm×30 mm×1000 mm(通道2)的竖直矩形窄通道内,不同温度场中动力学直径小于或等于1μm的颗粒物(PM1)在湍流工况下的沉积规律进行数值模拟研究。气相采用标准k-模型,PM1颗粒采用离散相模型(DPM)。结果表明,矩形通道内湍流扩散、热泳效应和二次流的共同作用使PM1颗粒在近壁面区域富集;湍流扩散使主流区的PM1颗粒在靠近壁面处富集;二次流是PM1在拐角附近产生富集的主要原因;而在温度场内近壁面区域,热泳力是PM1在冷壁上发生沉积的最主要因素;随主流温度的增高,PM1颗粒布朗运动增强,使PM1的无规则运动和扩散加强,不利于PM1形成稳定的富集区,减弱了PM1在冷壁面上的沉积。

核电机组非能动技术的应用及其发展

非能动技术日益成为先进核电设计及安全保障的重要标志。通过辨识非能动与广义非能动的概念,指出其特征及关联性,明确非能动与能动概念的辩证统一。将非能动技术划分为12种类型:自然循环类;重力作用类;惯性作用类;温差传递类;材料效应类;体积变化类;虹吸效应类;密度锁类;负反馈类;压力作用类;逆止阀类;氢气复合(点火)器类等。划分了非能动技术历史包括诞生阶段,辅助阶段和壮大阶段。明确非能动技术发展的螺旋式上升和波浪式前进的特点。明晰了广义非能动概念使用可能带来的误区;非能动技术是完全可靠地误区;非能动技术完全优于能动技术的误区。提出非能动技术未来发展方向是:可靠性问题是首要问题;积极明确其机理及实现问题;要从交叉、种类和增强非能动技术功能上下功夫;要注意研究非能动条件下的安全文化。指出:非能动技术的发展是能源工业发展的必要条件,要积极创新非能动技术,并正确应用非能动技术所带来的工业技术发展与革新,联合应用能动技术与非能动技术是系统安全可靠高效运行的基本保障。

铅铋共晶合金流动传热特性及不溶性腐蚀产物沉积特性数值模拟

作为ADS次临界堆首选的冷却剂材料,铅铋共晶(LBE)合金中出现微小颗粒物会威胁反应堆安全,同时缩短反应堆的使用寿命。为此,利用FLUENT软件对矩形通道中不溶性腐蚀产物的沉积分布进行了模拟研究。对连续相采用标准k-ε模型预测湍流变化,对颗粒相采用离散相模型(DPM)跟踪颗粒运动轨迹。研究发现,沉积效率与流体和冷壁之间的温差呈正相关;近壁面是颗粒物的高浓度区、低温区,这种分布有利于颗粒物在壁面上的沉积;近壁面是高湍动能区,不利于颗粒物沉积。受到壁面边界层影响,出现二次流现象,即在径向上出现8个对称的径向循环区域。

细颗粒在粗糙管壁管道内运动特性的研究

基于1 000mm×20mm×20mm的窄矩形通道,利用Fluent软件模拟细颗粒在管道内流动时的运动特性,并通过对比粗糙管道和光滑管道,得到了粗糙度对管道内温度场的影响以及细颗粒在窄矩形通道内的质量浓度分布和速度分布.结果表明:当存在温度梯度的情况下,细颗粒会在管壁处发生沉积,粗糙度会增大靠近管壁处的温度梯度,增强管壁附近的热泳效应和湍流效应,从而促进细颗粒在管壁附近的富集.

湿度对矩形窄通道内细颗粒热泳沉积的影响

通过建立考虑空气含湿量影响的矩形窄通道模型,利用Fortran软件编程及Fluent软件模拟,研究了矩形窄通道内细颗粒的热泳沉积情况,提出了一种利用Fluent软件计算矩形窄通道内热泳沉积率的方法,并与Fortran编程的计算结果进行比较.结果表明,随着空气含湿量增大,热泳沉积率增加;在空气含湿量相同的条件下,热泳沉积率随着颗粒直径减小而增大,随着管道内压力增加而减少,随着温度梯度增大而增加;此外,不同粒子的热物性不同,导致其热泳沉积率不同;所提出的计算方法虽能够反映热泳沉积率随空气含湿量、颗粒直径和压力变化的规律,但其计算结果偏小,可采取增大管道内空气含湿量及减小管道内压力的措施来提高细颗粒的热泳沉积率.

北京市雾霾天气成因及治理措施研究

在过去的2011年,北京市的PM10虽然降低到近3年最低的0.114mg/m3左右,但也多次出现"重污染"日子。并且,受到周围省份影响,北京市去年春季多次出现PM10峰值。一天之中,PM2.5浓度较大的两个区段是早晨7点到8点和下午18点到20点,该时段均为上下班高峰期,表明移动排放源已经成为北京市城市污染重要源头。除春节因短暂放鞭炮使PM2.5浓度有显著增大外,休假中的北京市细颗粒浓度降到最低,说明人们的活动对细颗粒的主导作用。因此,要积极开展前沿科学PM2.5及PM1研究,制定严格达标规划;在京津冀地区开展大气污染联防联控,信息公开透明;实施"一票否决制";提高环境准入门槛;切实加强机动车污染防治;健全极端不利气象条件下大气污染监测报告和预警体系。

不溶性粒状腐蚀产物在压水堆堆芯内沉积的数值模拟

在反应堆运行时,由于燃料棒、堆内构件等部件会受到高压过冷态的冷却剂的腐蚀冲刷的影响,会产生许多不溶性腐蚀产物。利用FLUENT软件模拟不溶性粒状腐蚀产物在堆芯燃料棒流域里沉积分布。对液相采用标准k-ε模型预测通道内流场与近壁面区域的湍流变化,对腐蚀产物颗粒物采用DPM模型(离散相模型)来跟踪颗粒的运动轨迹。研究发现:在堆芯流域腐蚀产物颗粒在对称面附近形成高浓度区域,在入口段腐蚀产物颗粒浓度比出口段高。在包壳入口段表面呈大面积附着沉积,这会改变堆芯中子通量分布和包壳材料的热导率,引起堆芯轴向功率偏移;而在包壳出口段表面呈点状沉积,这会导致包壳出现点蚀现象。点蚀区域会引起传热恶化,破坏包壳完整性。针对腐蚀产物颗粒沉积规律和堆内组件的腐蚀特点,提出定时定点、针对局部强化清理等缓解措施。

亚微米颗粒在Sierpinski海绵模型中热泳沉积研究

亚微米颗粒由于其特殊的粒径尺度,具有很多不同于与传统细颗粒的物理和化学性质,同时极易吸入人体,对人体造成很大危害。谢尔宾斯基海绵模型作为一种理想化的结构模型,具有内比表面积大、多通道等特点。通过建立可工程应用的谢尔宾斯基海绵模型通道,并结合热泳沉积相关数学模型开展计算,可以发现:随着谢尔宾斯基海绵阶数的上升,内部通道的增加是引起亚微米颗粒热泳沉积率上升的主要因素;在海绵通道中运动的亚微米颗粒较之其他粒径的颗粒,更容易受到热泳沉积的影响;同时温差对其热泳沉积影响较为剧烈,呈现线性变化。建立具有工程特征的谢尔宾斯基海绵模型通道,可为研究亚微米颗粒沉积及脱除开辟一条新途径。

福岛核事故辐射泄漏影响因素的关联度对比分析

研究各个因素对核辐射泄漏的影响程度,对于控制核辐射泄漏、防止核辐射扩散有重要价值。运用多元线性回归分析方法和灰色理论中斜率关联度分析方法,对日本福岛核事故中辐射泄漏的影响因素进行分析。以福岛第一核电站厂区西门监测点辐射剂量值为对照序列,对厂区西门辐射剂量与受损的一号机组堆内水位和压力进行影响程度分析。选择一号机组内压力值、水位值为相关参数,计算得到各个参数与厂区西门辐射剂量的关联度或权重值。将两种方法的计算结果进行比较,结果一致。考虑到基于灰色理论的斜率关联度法可以在源数据缺少完整性与连续性时使用,因此在核辐射泄漏影响因素研究中,这是一种值得发展的新方法。

福岛核事故后增强中国公众对核电心理认知度的对策刍议

福岛核事故发生之后,引发了新一轮的恐核及反核浪潮。由于公众对核电站的认识有限,对核电站的事故后果异常恐惧,出现谈"核"色变的现象。然而,世界及中国的发展对能源十分急需,发展能持续供电的核能对实现我国节能减排的目标有其重要的作用和意义。核电的发展得到公众的支持,有利于国家政策的实施,有利于核电站的发展与生产。

压水堆中铬金属的产氢机理分析

为了从微观上寻找减少或控制氢气生成的措施,研究了压水堆核电站严重事故下金属铬和水反应生成氢气的微观机理,并计算了反应速率常数。铬水反应产氢的微观机理采用量子化学理论,应用量子化学软件包Gaussian03,在B3LYP/6-311++G(d,p)理论水平上进行研究。过渡态通过振动频率分析和最低能量路径计算确认,反应速率常数根据传统过渡态理论进行计算。计算结果表明,铬水反应是由两个基元反应Cr+H2O→CrOH+H和CrOH+H→CrO+H2组成的总包反应,其中基元反应CrOH+H→CrO+H2的正反应速率常数较小,该基元反应是铬水反应产氢的速控步。因此,在微观上减少或控制铬水反应产氢的措施应从基元反应CrOH+H→CrO+H2入手。

微液滴在窄矩形通道内热泳沉积特性的研究

利用Fluent软件对微液滴随空气流在窄矩形通道内流动时的沉积情况进行了模拟,得到微液滴在窄矩形通道内的质量浓度分布和速度分布.结果表明:在存在温度梯度的情况下,微液滴会在窄矩形通道的管壁处发生沉积,且随着温度梯度的增大,微液滴在管壁处的沉积效应增强;通过增大温度梯度,可以进行微液滴的脱除.

核电“走出去”中知识产权战略战术研究

通过阐述中国核电的宏观环境、发展历程及技术定位,并结合中国核电的内外部环境分析,在宏观上给予中国核电企业合理的知识产权战略定位,进而列举多种微观知识产权战术形式,以期为中国核电"走出去"过程中的知识产权评议工作提供理论和实践基础。

大型技术引进型企业知识产权战略研究

通过阐述我国知识产权的宏观环境，并结合我国大型技术引进型企业技术背景情况，提出从企业发展的不同阶段出发，判断我国大型技术引进型企业所处的发展时期，并结合当前时期下企业的内、外部环境分析，从而在宏观上给予大型技术引进型企业合理的知识产权战略定位，进而列举多种微观知识产权战术形式。以期为我国大型技术引进型企业实现知识产权战略目标提供理论和实践基础。

核电厂温排水余热综合利用模式研究

采用直流冷却的核电厂不断将温排水排入受纳水体,在造成资源浪费的同时也会污染周边水体,为此,提出一种综合利用核电厂温排水模式。分析了核电厂温排水余热利用途径,对比这些途径所需要的温度参数和热利用效率,并对其进行排序,得到了核电厂的工业、农业布局。分析结果表明:单一的工业或者农业方式对核电厂温排水余热加以利用都是不合理的;工业结合农业的方式利用温排水,能够提高余热利用的效率;在对余热进行利用时选择先工业后农业的利用顺序,能够实现温排水余热的高效利用。工业部分,建立中、低温用户之间的联系时可以考虑热泵技术和提高温排水温度。农业部分,应优先选择海水养殖,海水淡化等方面与海洋有关的应用。