随机填充球床通道内氦气流动特性实验研究

作     者：伍振兴 巫英伟 唐思邈 刘镝 秋穗正 苏光辉 田文喜 WU Zhenxing;WU Yingwei;TANG Simiao;LIU Di;QIU Suizheng;SU Guanghui;TIAN Wenxi

作者机构：西安交通大学核科学与技术学院陕西省先进核能技术重点实验室陕西西安710049 

出 版 物：《原子能科学技术》 (Atomic Energy Science and Technology)

年 卷 期：2018年第52卷第7期

页      面：1282-1287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] 

基　　金：国际热核聚变实验堆(ITER)计划专项国内研究资助项目(2014GB114000) 

主　　题：随机填充球床 氦气流动特性 实验研究 

摘      要：在聚变堆氦冷固态包层氚增殖区,球床通道内氦气流动压降特性对泵功率的设计具有重要意义。以氦冷固态包层氚增殖区为背景,研究了氦气流速、球床颗粒直径及球床通道长度对球床通道内氦气流动压降特性的影响。实验段采用20 mm×20 mm×500 mm的矩形通道,实验中氦气流速为0.1~0.6m/s,球床颗粒直径为0.5、0.8、1.0、1.5、2.0mm。实验结果表明,压降与氦气流速以及球床通道长度呈正相关,与球床颗粒直径呈负相关。对比Ergun关系式发现,在球床颗粒直径较小时,Ergun关系式预测值低于实验值,这主要是由于氦气可压缩性的影响。通过动量方程,理论推导出经可压缩性修正的Ergun关系式,结果发现修正后的Ergun关系式预测值与实验值符合良好。本研究为氦冷固态包层氚增殖区设计提供了数据支撑,为球床通道内流动特性的数值模拟提供了验证手段。