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移动式热管小堆非能动流动换热计算研究的开题报告
一、研究背景和意义
核能是一种清洁、高效、可持续的能源，被广泛应用于电力、核医学等领域。小型堆的研究是一种重要的探索，它可以被应用于核电站外部供能、空间应用、海底水下设施能源供给等领域。
小型堆的设计中，控制核反应堆产生的废热是一项关键的技术难题。为了保证核堆的安全和稳定性，需要有效地控制产生的废热，避免其导致核堆失控。热管是一种非常有效的换热器件，其高效的传热性能可以满足小型堆控制废热的需求。
然而，在小型堆中使用热管进行能动换热存在一些问题。首先，由于小型堆的体积较小，所以热流密度较高，极易引起热管内的蒸汽泡的剧烈涨落，导致温度不稳定，甚至热管失效。其次，小型堆通常使用移动式热管，移动时不可避免地会受到各种振动和冲击，对热管产生负面影响。
因此，如何在小型堆中应用移动式热管进行非能动换热具有重要的研究意义。本研究旨在对移动式热管在小型堆中进行非能动流动换热进行计算研究，为小型堆的设计提供有力的理论支持。
二、研究内容和方法
本研究将以移动式热管小堆为研究对象，采用数值模拟方法进行计算，通过建立热流场数学模型，研究移动时热管内蒸汽泡的流动特性以及对传热性能的影响，探讨移动式热管在小型堆中的优化设计方案，最终得到满足小型堆的控制废热需求的移动式热管换热器件。
具体的实验流程如下：
1.建立小型堆移动式热管的数学模型，包括热传导方程、动量守恒方程、质量守恒方程等。
2.对数学模型进行离散化处理，采用有限体积法等数值方法进行求解，得到解的数值结果。
3.将数值结果与实验数据进行比较分析，查找模型的不足之处，并对模型进行修正和改进。
4.通过对数值结果和实验数据的综合分析，得到较为准确的移动式热管小堆的非能动流动换热器件设计方案。
三、研究预期成果
1.建立小型堆移动式热管的数学模型，对热管中的流动特性和传热性能进行分析，得到热管换热器件的数值模拟结果。
2.验证数学模型的可行性和准确性，提高小型堆移动式热管设计的技术效率。
3.探索适合移动式热管小堆的非能动流动换热器件设计方案，为小型堆的设计提供有力的理论支持。
四、研究难点和方案
小型堆移动式热管的研究难点在于分析移动时热管内蒸汽泡的流动特性和对传热性能的影响，并在此基础上提出设计方案。针对这一难点，我们将采用数学模型建立、有限体积法等数值计算方法、对比分析实验数据等方法，最终得出满足小型堆设计要求的移动式热管非能动流动换热器件设计方案。
五、研究进展和计划
目前，我们正在进行小型堆移动式热管的数学建模，并将进行模型验证和数值求解。下一步计划是对数值结果进行分析和对比实验数据，从而得到较为准确的移动式热管小堆的非能动流动换热器件设计方案。
在研究过程中，我们还将加强实验和数值计算的结合，加大对模型修正和改进的力度，提高研究成果的准确性和实用性，在既有研究成果的基础上，不断完善移动式热管小堆的非能动流动换热器件设计方案。