液态铅铋合金对流换热数值模拟及机理研究的任务书.docx

液态铅铋合金对流换热数值模拟及机理研究的任务书
任务书
任务名称：液态铅铋合金对流换热数值模拟及机理研究
任务目的：
本任务旨在通过数值模拟和实验研究的方法，深入探究液态铅铋合金的对流换热机理，为液态金属钠冷却池系统的研究提供理论支持及实践指导。
任务背景：
液态金属钠冷却池系统是目前最先进的核能热力学循环方式之一，其具有循环效率高、运行稳定、不污染环境等优点，已被广泛应用于核反应堆的冷却系统中。然而，金属钠却存在着一定的安全隐患，其高温高压、易燃易爆等特性也给系统的设计、运行和维护带来了很大的挑战。因此，在金属钠冷却池系统中引入液态铅铋合金作为冷却剂，成为了一个备受关注的研究方向。
液态铅铋合金具有密度大、熔点低、流动性好等特性，能够有效地提高系统的传热性能。然而，液态铅铋在运行过程中也会产生一些问题，如氧化、腐蚀等，这些问题的解决需要对其在系统中的对流换热机理进行深入研究，为其设计和优化提供科学依据。
任务内容：
本任务的主要内容包括：数值模拟和实验研究。
（1）数值模拟
在数值模拟方面，将采用计算流体力学（CFD）软件FLUENT进行模拟计算。通过建立液态铅铋合金在不同工况下（如不同流速、不同温度等）的数值模型，研究液态铅铋在池内的流动规律和传热性能。具体工作包括：
-构建液态铅铋池的三维实体模型。
-设定不同的进口和出口边界条件，模拟液态铅铋在池内的流动规律。
-计算池内的温度场和压力场，并分析液态铅铋的对流传热性能。
-对模拟结果进行分析和验证，并根据研究结果提出相应的优化措施。
（2）实验研究
在实验方面，将建立液态铅铋对流换热性能测试平台，通过实验研究液态铅铋的流动规律和传热特性。具体工作包括：
-设计并搭建液态铅铋对流换热实验平台，实现液态铅铋在不同温度、不同流速下的换热测试。
-采用激光多普勒测速仪等测试设备，对液态铅铋的流速和涡量进行实时监测和记录。
-采用热电偶、浸温计等设备，对液态铅铋在池内的温度分布和液位变化进行测量和分析。
-对实验结果进行分析和验证，并根据研究结果提出相应的优化措施。
任务要求：
-收集和整理有关液态铅铋合金的研究资料和文献，理解和熟悉液态铅铋的物理特性、传热机理及其在金属钠冷却池系统中的应用情况。
-熟练掌握计算流体力学（CFD）软件FLUENT的使用方法，能够根据研究需要构建不同的数值模型，并对模拟结果进行分析和验证。
-具备流体力学、热传学等方面的理论基础，能够独立地设计和搭建液态铅铋对流换热实验平台，并能够正确地进行测试、分析和解读实验结果。
-具备较强的文献检索、实验数据处理和科学论文写作能力，能够撰写具有科学价值和实用意义的研究报告和论文，并在学术会议上进行交流和讨论。
任务完成时间：
本任务的完成时间为12个月，具体分为以下四个阶段：
-第1个月-第3个月：完成液态铅铋流动规律和传热机理的理论分析和数值模拟工作，并初步确定实验研究方案。
-第4个月-第6个月：搭建液态铅铋对流换热实验平台，进行实验前的调试和测试工作。
-第7个月-第9个月：开展实验研究，并对实验数据进行处理和分析。
-第10个月-第12个月：根据研究结果撰写报告和论文，并进行学术交流及科研成果推广。
任务成果：
-完成液态铅铋对流换热数值模拟和实验研究工作，并得到相关的研究成果和数据。
-撰写符合科学规范和学术要求的研究报告和论文，并在相关学术期刊上发表文章。
-参加相关学术会议和交流活动，分享研究成果，并与同行学者进行深入的讨论和交流。
-为液态金属钠冷却池系统的设计、运行和维护提供科学支撑和实践指导。