МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ НЕСТАЦИОНАРНОГО ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА В КАНАЛЕ С ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ С УЧЕТОМ ПРОЦЕССА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ-ПЛАВЛЕНИЯ

Аннотация

Рассмотрены математические модели тепломассопереноса в канале с жидкометаллическим теплоносителем при возникновении процесса кристаллизации-плавления. Модели учитывают качественные различия протекания процесса в зависимости от состояния контактных поверхностей. Используется одномерное описание потока теплоносителя. Постулируется термодинамическое равновесие фаз на границе фазового перехода. Показано, что двухскоростная гетерогенная модель потока, описывающая образование твердого слоя на поверхности теплообмена, сводится к решению двух более простых взаимосвязанных начально-краевых задач: задаче Стефана о фазовом переходе и модели однофазного потока с источником и переменной площадью сечения. Процесс кристаллизации с образованием мелкодисперсной жидкометаллической суспензии описан в рамках гомогенной модели тепломассопереноса. Результаты исследования могут служить основой для разработки численных алгоритмов и программ расчета теплогидродинамики парогенераторов и контуров циркуляции ядерных энергетических установок с тяжелыми жидкометаллическими теплоносителями.

Ключевые слова: гомогенная модель, квазигомогенная модель, гетерогенная модель, жидкометаллический теплоноситель, задача Стефана, межфазный обмен, парогенератор, смачиваемость поверхности, фазовый переход.