惰性高纯气体对液态金属的影响

在钠冷快堆的设计和安全分析中,起始沸腾过热度是一个重要参数,可能影响后续的沸腾过程,如流型演化、沸腾传热和沸腾临界。学者们针对液态金属起始沸腾开展了大量实验研究,发现起始沸腾过热度可能受热流密度、温度上升率、流速、惰性高纯气体、氧化物杂质、操作历史、表面状况及加热表面材料等诸多因素的影响。

近些年关于液态金属起始沸腾过热度的研究极少,针对其他种类的普通流体却在相关领域进行了很多研究,包含惰性气体、表面状况、润湿情况等参数均有涉及。这些研究结果提供了研究液态金属起始沸腾过热度的新思路。到目前为止,对于液态金属起始沸腾的认识仍存在不足,如对于热流密度、速度等参数的影响趋势尚不能完全确定。理论分析和实验均表明惰性气体的存在可显著降低过热度。但在许多实验中,没有充分考虑惰性气体的影响,因而无法剥离某些因素的独立影响。有学者指出,观察到的许多参数的影响可能仅仅是由于惰性高纯气体扩散引起的附加效应。

为进行可靠的实验或理论分析,必须仔细分析惰性气体的变化和影响。作者基于壁面孔穴假设,并考虑惰性气体的扩散和体积变化,对惰性气体的作用进行了分析。在相关工作的基础上开展进一步研究,对于池式沸腾开展分析,研究惰性高纯气体作用下的局部参数变化及惰性气体影响下不同参数的变化规律。