Zeitschrift für Kernenergiewissenschaft und Energieerzeugungstechnologie

Numerische Wärmeübertragungsanalyse in vertikalen rechteckigen Kanälen im Kern eines typischen Kernforschungsreaktors

Sagten MA Ibrahim, Hesham F. Elbakhshawangy, Mohammed GA Fawaz

Numerische Wärmeübertragungsanalyse in vertikalen rechteckigen Kanälen im Kern eines typischen Kernforschungsreaktors

Die Wärmeübertragungseigenschaften für den Fall einer turbulenten erzwungenen und gemischten Konvektionsströmung von Wasser durch einen schmalen vertikalen rechteckigen beheizten Kanal, der einen Kühlkanal eines typischen Materialprüfreaktors (MTR) simuliert, wurden analysiert und numerisch untersucht. Numerische Lösungen werden für demineralisiertes Wasser als Kühlmittel durchgeführt, das unter atmosphärischem Druck durch einen schmalen rechteckigen Kanal mit 80 cm Länge, 7 cm Breite und 2,7 mm Spaltdicke unter verschiedenen Wärmeströmen fließt, was fast alle möglichen Wärmeströme in der einphasigen Flüssigkeit abdeckt. Qualitative Ergebnisse werden für die normalisierten Temperatur- und Geschwindigkeitsprofile in Querrichtung mit einem Vergleich zwischen der erzwungenen und gemischten Konvektionsströmung für die Fälle der Aufwärtsrichtungen präsentiert. Die Auswirkungen der axialen Positionen und des Parameters Gr/Re auf die Variation der normalisierten Temperaturprofile in Querrichtung sowohl für die Bereiche der erzwungenen und gemischten Konvektion als auch für die Aufwärts- und Abwärtsströmungsrichtungen werden ermittelt. Die normalisierten Geschwindigkeitsprofile in den Querrichtungen werden auch bei verschiedenen Einlassgeschwindigkeiten und Wärmeströmen für die vorherigen Fälle bestimmt. Eine Studie zur numerischen Strömungsdynamik (CFD) bringt viel Verständnis für die Phänomene in den verschiedenen Situationen.