用于探测液态金属-气体的DLC涂层式丝网探针数值模拟与结构优化

• 作者: 包睿祺 刘莉 刘帅 袁俊杰 刘茂龙 顾汉洋 上海交通大学核科学与工程学院
• 来源期刊: 原子能科学技术
• 关键词: 液态金属-气体两相流 丝网探针 类金刚石涂层 空泡份额 数值模拟
• 年，卷（期）: 2024,（2）
• 所属期刊栏目: 反应堆工程
• 页码范围: 95-107
• 页数: 13页
• 语种: 中文

摘要

液态金属-气体两相流是铅冷快堆在蒸汽发生器传热管破裂(SGTR)事故下的物理现象之一，考虑到液态金属的不透明性、腐蚀性及高温性，本文提出一种类金刚石(DLC)涂层式丝网探针(WMS)对液态金属-气体两相流相态分布进行探测。基于COMSOL软件，建立了涂层式WMS的数值模型并进行了实验验证，通过电场模拟阐明了该新型探针应用于含液态金属气液两相流的可行性。进一步地，通过改变丝网电极的间距与直径、涂层的厚度，研究了结构参数对涂层式WMS测量精度的影响。结果表明，电极丝横向间距为2～3 mm、垂直间距为1.5～2 mm时，WMS测量精度较高，而涂层厚度和电极丝直径的影响较小。本研究可指导DLC涂层式WMS在液态金属-气体两相环境中的实际应用，并为分析SGTR事故后的多相分布提供技术基础。