不同级钚材料的衰变放热功率计算分析

钚材料中放射性核素会不断衰变并释放能量,改变钚材料及周围部件的温度。为研究不同级钚材料在其整装存储及运输过程中衰变放热功率随时间的变化规律,依据不同级钚材料的放射性核素组分,在分析核素级联衰变规律的基础上,并在物理模型中考虑衰变时的能量分支比,计算得到了武器级钚、反应堆级和混合级钚材料中各核素的衰变放热功率和总热功率随时间的演变规律。计算结果表明,1 kg不同级的钚材料,其衰变放热功率最大的是混合级钚,放热最少的是武器级钚;武器级钚材料衰变放热功率主要来自于^(239)Pu,而反应堆级与混合级钚材料的衰变放热功率主要来自于^(241)Pu和^(238)Pu。三种不同级钚材料中,^(242)Pu的衰变放热功率均很小。考虑能量分支比后,可更准确地计算给出钚材料的衰变热功率。

两种典型生物质燃料放热功率测定

本文对两种典型的生物质燃料在火墙中的放热功率进行了实验。得出了玉米芯和玉米秸秆的放热功率曲线。在相同燃烧条件下,玉米秸秆的燃烧速率和放热功率要远远高于玉米芯。通过用氧气消耗法和二氧化碳产生法两种方法得到计算结果与实验结果进行对比,验证了放热曲线的可靠性,为进一步建立生物质燃料的燃烧模型提供了参考。

反应量热(RC1)数据在泄放计算中的应用

反应量热仪(RC1)是用来测量一个化学反应释放或者吸收的热量,用于化学反应热效应的评价,为反应的安全运行提供数据支持。反应换热面积的计算、反应传热媒介种类的选择、冷/热媒消耗量的计算、反应时间的计算、泄放量的计算等都会用到反应量热(RC1)数据。在实际使用过程中小试检测时关键物料的加入速率与大生产时关键物料的加入速率并不一样;相同的反应在由不同人员检测时其关键物料的加入速率也会有所差别,其所获得的检测结果也会有差别;因此如何正确的将反应量热(RC1)数据用于工程计算对工程设计人员来说是一项不小的挑战。本文主要介绍反应量热(RC1)数据在反应过度型泄放计算中的使用方法并列举了计算案例。

核爆炸装置热力学研究

为研究放热材料释放的热能对核爆炸装置力学性能的影响,采用公开资料,对核爆炸装置进行热力学分析。通过级联衰变动力学计算得到每千克武器级钚、武器级铀及贫化铀的放热功率,并对仿真结果进行拟合分析;选取其最大值对Steve Fetter提出的公开核装置假想模型进行温度场数值仿真;根据工业生产实际对Steve Fetter提出的公开核爆炸装置假想模型进行修订,并对其进行热应力仿真分析。结果表明:Steve Fetter提出的4种核爆炸装置的热力学性能极差,不能在现实中存在。

钙镁二元水合盐复合热化学储热单元的储热特性研究

针对热化学储热材料在系统中储热密度低的问题,基于钙镁二元水合盐MgCl_(2)/2CaCl_(2)和天然介孔材料硅藻土(WSS),采用真空浸渍法制备了具有正方形空气通道的钙镁二元水合盐复合热化学储热单元WSS7,WSS13,WSS20,并对其进行了孔结构、微观形貌、吸附动力特性和循环稳定性的分析;建立了具有正方形空气通道的钙镁二元水合盐复合热化学储热单元的一维热质耦合数值模型,并验证其模型的可靠性;数值模拟了钙镁二元水合盐填充的质量分数和入口空气相对湿度对该储热单元在开式热化学储热系统中储热性能的影响。结果表明,入口空气相对湿度的增加可有效提高钙镁二元水合盐复合热化学储热单元出口的最大温度、延长出口空气高温持续时间、提高其放热功率和储热密度;钙镁二元水合盐的质量分数的增加可以有效延长出口空气高温(>40 ℃)的持续时间,其中钙镁二元水合盐的填充质量分数为20.38%的WSS20具有较好的储热性能,其储热密度为416 MJ/m^(3),是WSS13的1.5倍,比较适用长周期的太阳能跨季节储热。