氢气在颗粒床内流动不稳定性分析

作     者：吉宇 毛晨瑞 孙俊 郎明刚 石磊 JI Yu;MAO Chenrui;SUN Jun;LANG Minggang;SHI Lei

作者机构：清华大学核能与新能源技术研究院先进反应堆工程与安全教育部重点实验室北京100084 

出 版 物：《工程热物理学报》 (Journal of Engineering Thermophysics)

年 卷 期：2024年第45卷第4期

页      面：1156-1161页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082701[工学-核能科学与工程] 0827[工学-核科学与技术] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(No.52106256) 

主　　题：核热推进 颗粒床 流动不稳定性 理论分析 数值模拟 

摘      要：基于颗粒床反应堆的核热推进技术在深空探测等场景有巨大的优势,氢气在颗粒床内被加热可能会发生流动不稳定现象。理解流动不稳定性发生机理并准确判断不稳定边界对颗粒床反应堆的安全运行有重要的意义。本文对一维颗粒床内的流动过程进行了理论分析,推导了流动稳定性判据和阻力特性指数表达,并得到了流动稳定性边界。采用计算流体力学的方法对颗粒床内的流动换热过程进行了模拟,依据压降–流量特性曲线同样得到了流动稳定性边界,两者预测在趋势上相似,对颗粒床反应堆核热推进系统的设计提供了重要的参考。