燃料颗粒包覆过程冷态模拟的压强研究

包覆燃料颗粒是１０ＭＷ高温气冷堆球形燃料元件的核心。在直径为５５ｍｍ冷态模拟流化床中对核燃料颗粒的喷动状态进行了模拟研究。运用静压探针研究了床内压降随流化气体速度变化的关系以及压降的轴向分布。而且从压降－气体速度关系曲线进一步判别床内死区情况,运用余弦关系近似描述了压降的轴向分布。实验结果表明本研究对包覆工艺具有参考价值。     

喷动床空隙率分布

对塔径为１８２ｍｍ的喷动床，设计了可更换口径的直管式喷嘴，使用光导纤维仪实测小米和尿素等物料床层局部空隙率分布，结果表明，床内流动状态可分为喷动区，密相区，环形区和壁效应区４个区域，密相区空隙率变化很小，不随操作条件改变，且与静床隙率相当，对喷动床操作的稳定性起决定作用。     

喷动床导向管内粗颗粒的动特性

喷动床是处理粗颗粒物料的高效反应器．应用粒子图像测速仪（PIV）研究了喷动床导向管内粗颗粒物料的运动规律，测量了粗颗粒物料的瞬态流场及湍流度分布．粒子运动速度基本是轴对称的，轴心处速度最高；而在近壁处低，当喷动气流速度增加时粒子湍流度也增加，轴心处湍流度高于近壁处的湍流度．管中的流动湍动十分剧烈，湍流度始终很大，这加强了气流和物料间的热量和质量的传递．     

用喷动床对不均匀浸渍载体催化剂的干燥技术

测定了浸渍催化剂在低床层喷动干燥器内不同床高下气速和压降的关系，建立了恒速及降速阶段的干燥动力学模型。经和烘箱及带式干燥器对比，证明低床层喷动床具有快速、均匀的干燥性能及表面脱粉作用，并可抑制干燥对浸渍法制备的催化剂活性分布的影响。     

壁面滑移系数对多维度矩形喷动床气固流场影响的数值计算

基于计算流体力学(CFD)的方法,在欧拉-欧拉双流体模型框架下结合颗粒动理学理论,使用不同的颗粒壁面滑移系数对二维、准二维和三维不同维度的喷动床进行了数值计算。为了节约计算资源均采用轴(面)对称网格进行模拟,得到了不同维度喷动床的喷动过程云图、在不同滑移系数下颗粒体积分数云图、颗粒轴向速度轴向分布图。结果表明:相同边界条件下不同维度的喷动床喷动过程气泡生长速率有所差异。随着壁面滑移系数增大即颗粒壁面摩擦力增大,导致3个维度喷动床在中心处喷泉区的高度降低,同时颗粒轴向速度的轴向分布均也呈减小趋势;准二维床层较薄,导致颗粒在轴心处的运动还处于颗粒流体在壁面的速度边界层内,相对于二维和三维床层对壁面滑移系数更敏感。     

环形喷动床颗粒混合特性实验研究

针对一种新型多喷口环形喷动床的混合特性进行了实验.研究了存料量、风速和粒径对颗粒混合的影响,分析了圆周方向的颗粒混合.结果表明,该喷动床具有良好的混合特性.风速对混合速度影响较大,风速越高混合速度越快,这种效果在轴向更加明显;存料量对最终的混合偏离度影响较大,轴向终态混合偏离度随存料量的增加先降低后升高,而圆周方向终态混合偏离度则随存料量的增加而降低;粒径对混合速度有一定的影响,粒径越小颗粒混合速度越快.此外,该喷动床独特的结构有效降低了轴向和圆周方向上的混合差别.     

高温气冷堆包覆燃料颗粒初步辐照考验

包覆燃料颗粒是高温气冷堆燃料元件的关键组成部分.辐照考验是检验燃料元件性能的重要环节.为检验中国研制的10MW高温气冷试验堆包覆燃料颗粒的质量,在德国于利希研究中心的试验堆FRJ-2中进行了初步的辐照考验.包覆燃料颗粒装在密闭的容器内进行静态辐照考验.辐照时燃耗约5 % fima,辐照温度400～500℃.辐照后经宏观检查、瓷相检验以及用γ探测仪检测放射性活度后,确认这批包覆燃料颗粒没有释放出裂变产物,包覆燃料颗粒完好,没有破损.     

高温气冷堆包覆颗粒燃料微球抽样研究

对ＵＯ２核芯或燃料包覆颗粒进行性能检验时，必须先抽样。本文研究了不同抽样方法对尺寸测量结果的影响，分析了抽样引起的平均值的偏差，抽样引起的组成成分的偏差。探讨了样本大小与测量标准偏差波动的关系。结论认为：抽样必须用取样器（旋转格槽取样器），抽样对尺寸测量的平均值及标准偏差的影响，主要由样本大小决定。     

基于CFD-DEM耦合并行算法的锥形喷动床内离散颗粒数值模拟

基于FLUENT软件的MPI平台,在二次开发框架内通过用户自定义函数文件实现了CFD-DEM耦合并行算法.该并行算法具有随CPU核数增加的较佳扩展性能和良好加速性能.通过构建空隙率标量场、重组基于局部平均并考虑气-固相互作用的气相控制方程,提高了气相控制方程的求解稳定性与收敛性;通过软球模型确定颗粒-颗粒及颗粒-壁面间的相互作用,以曳力模型为基础建立了相间相互作用关系.将该CFD-DEM耦合并行模型应用于锥形喷动床气固两相流动的数值模拟中,结果表明:该CFD-DEM耦合并行模型能较好地模拟锥形喷动床内气固流动行为;锥形喷动床内的颗粒流动经历了鼓泡阶段和稳定流态化阶段;在稳定流态化阶段,物料流动具有明显的周期性.基于锥形喷动床内颗粒相的瞬时速度场,获得了稳定流态化阶段颗粒的时均速度分布规律.     

旋转导向管喷动床装置

日前江苏大学研发的“旋转导向管喷动床装置”被授予实用新型专利,该专利采用喷动床反应器的新型结构,主要用于物料干燥、热解、造粒等．其特点在于导向管的上部为旋转部分,借助于物料喷出导向管端口时的反作用力驱动旋转部分．该结构可实现物料离开导向管后全部落在环形区内,当导向管直径增大后仍能保证喷动床的正常运转．该实用新型专利的应用突破传统导向管的局限性,可显著提高喷动床生产能力．     

球床反应堆燃料循环球流管系结构过球可靠性分析

基于结构概率极限状态设计理论提出了一种适用于球床反应堆燃料循环球流管系结构过球可靠性分析的方法。建立了管道过球功能函数,以及过球可靠性分析的量化指标——管道结构过球可靠性指标β。利用有限元方法建立管系整体梁单元模型,并进行管系静力及动力分析,结合应力分析结果计算β,并通过目标指标β*控制球流管道变形。工程设计分析实例表明:所提出的球流管系过球可靠性分析方法能够在满足管系承载安全性要求的同时提高整体过球可靠性。     

固液流化床中不同粒径粒子群的滑流速度

在稳定的流动状态下,实验考察了铅直管内粒径不同的两组分粒子群的滑流速度,并与每一组分单独存在时的值进行了对比.相对于单组分时的滑流速度,两组分场合的每一组分的滑流速度都会发生偏离并相互接近,偏离的程度受两个粒子群的粒径比、浓度比以及总粒子浓度的影响.通过对两个粒子群之间的相互影响因素的定量分析,以单成分的空隙方程式为基础,建立了在多种操作条件下直接计算滑流速度的模型.     

煤层气发动机燃气喷射控制系统设计

当煤层气的组分发生变化时,煤层气发动机的空燃比也随之发生变化,从而导致发动机运行不稳定,甚至熄火。针对这一问题,研究开发了一套变浓度煤层气发动机电子控制燃气喷射系统,提出了与煤层气发动机相适应的驱动电路,并设计了系统控制软件。     

煤层存在瓦斯水合物的可能性

瓦斯气体在煤储层中的赋存状态主要有游离态、吸附态和溶解态.从瓦斯原始地质赋存条件分析了瓦斯水合物形成必需的物质条件和热力学条件,提出了其赋存的一个新的状态--瓦斯水合物态.利用水合物实验设备对合成瓦斯在2组含煤溶液体系中的生成过程进行研究,得到了瓦斯水合物生成的诱导时间、生成速度及生成时的热力学参数.将瓦斯赋存条件同实验模拟结果进行比较,结果表明:在中高纬度矿区的煤层中有瓦斯水合物自然存在的可能.若瓦斯自然赋存水合物态真实存在,其赋存区煤层应力场、温度场等将发生较大变化,这有利于降低煤矿瓦斯事故的发生频率.     

煤层气的开采技术浅谈

煤层气是一种清洁能源,有很大的利用价值,尤其是在当前国际国内经济高速发展,能源日渐短缺,环境压力和煤矿安全生产的严峻形势下,煤层气有效的合理开采工作显得更加急迫与重要。近年来,很多国家采用不同的开采技术对煤层气进行开采,且取得了显著成效。     

对阜新煤田刘家区影响煤层气地质因素的分析

刘家区具有丰冒的煤炭资源和较高的煤层气含量，因此被列为煤层气开发的重点靶区。根据刘家区煤层气勘探与开发的实际，论述了有关地质因素对煤层气开发的影响。认为在诸多的地质因素中，岩浆岩、地质构造、水文地质、围岩是主要地质因素。对岩浆岩特征、地质构造特征、水文地质特征、围岩特征以及对煤层气的影响作了叙述。     

气固喷动床压力波动的Hurst分析

采用Hurst分析描述了不同喷动气速下气固喷动床中的压力波动行为 .发现压力波动信号中存在着不同程度的周期成分 .根据计算所得的Hurst系数H值随喷动气速增大而变化的曲线 ,可将颗粒床层的流动状态划分为 3个流域 :低气速时的不稳定流化、稳定喷动和高喷动气速下的不稳定喷动 .     

旋转填充床气相压降特性研究

旋转床的气相压降是旋转床工程设计的一项重要指标。利用空气水系统对旋转填充床的气相压降进行分段模型化和实验研究。结果表明,旋转床干床压降比湿床大;进口压降随气量增大而增大;内腔压降随液体加入突然减小;出口压降随气量增大而增大,随转速增大而减小,随流体加入而突然增大,填料层压降随气量和转速增大而增大,当流 入时,先减小,后增大。