مدل سازی و تحلیل عددی جریان در بستر های پر شده از گوی برای خنک سازی قلب راکتور گداخت

یکی از چالش های مهم در راکتورهای گداخت هسته ای برداشت حرارت به کمک کانال های انتقال حرارت تعبیه شده می باشد. این موضوع سبب گردیده تا از روش های مختلفی جهت بهبود خنک سازی راکتور استفاده شود. یکی از روش های مورد مطالعه در این بخش، استفاده از مغشوش کردن هر چه بیشتر میدان جریان به کمک کانال پر شده از گوی می باشد. در کار حاضر شبیه سازی و تحلیل عددی انتقال حرارت در کانال های پر شده از گوی، به عنوان راه حلی برای بالا بردن میزان ضریب انتقال حرارت، با استفاده از کد عددی در دسترس مورد بررسی قرار گرفته است. گوی های موجود در کانال به صورت یک جسم پیوسته ی متخلخل فرض شده و ضرایب مربوط به جسم متخلخل با استفاده از معادلات ارگون و معادلات بقای مومنتوم حاکم بر جسم متخلخل برای آرایش های مختلف گوی ها در کانال، بدست آمده است. اثر دیواره در شبیه سازی جسم متخلخل بکمک مدلی اصلاحی برای مدل آشفتگی εk- در نظر گرفته شده است. مشاهده گردید که شبیه سازی عددی به کمک جسم متخلخل در مقایسه با کارهای عددی مرسوم که نیاز به تولید شبکه نامنظم و در عین حال تعداد سلول محاسباتی بالا دارند، می تواند با دقت مناسبی پارامترهای مختلف میدان جریان، اعم از افت فشار و ضریب انتقال حرارت را برای آرایش های مختلف گوی در داخل کانال محاسبه نماید. همچنین مشاهده گردید با کاهش میزان تخلخل گوی های موجود در لوله مقدار افت فشار و ضریب انتقال حرارت افزایش پیدا خواهد کرد.