圓柱腔內石蠟熔化過程實驗探究

王 帥　彭常宏　郭 赟

（中國科學技術大學 核科學技術學院　合肥 230027）

圓柱腔內石蠟熔化過程實驗探究

王 帥彭常宏郭 赟

（中國科學技術大學 核科學技術學院合肥 230027）

采用實驗方法對圓柱空腔內相變材料（石蠟）的熔化過程進行研究，石蠟通過放置在中央位置的加熱棒進行定功率加熱。通過改變加熱功率、水浴溫度以及外壁的邊界條件，記錄石蠟相變過程中不同位置的溫度變化情況，對比不同條件對熔化進程的影響。相變界面和熔化份額采用溫度的三次插值和位置加權處理獲得。熔化起始階段，受到純導熱的影響，靠近加熱棒的石蠟開始熔化，隨之的自然對流的產生和加劇加快上部區域固體石蠟的熔化，最終在整個液體區域形成明顯的溫度分層。實驗結果表明，提高斯蒂芬數Ste或者降低過冷度Sc對熔化進程有顯著的促進作用。

熔化過程，相變，石蠟，圓柱空腔，自然對流

熔化是反應堆嚴重事故中極為重要和復雜的過程。由于反應堆材料的特殊性和結構的復雜性，很難對反應堆的熔化現象進行準確的研究，所以其詳細的物理機制和進程依然很不明確。而現有的研究則多針對于嚴重事故后熔融物遷移和滯留等行為。普渡大學對堆芯材料熔渣在高壓環境下的分布進行了實驗模擬，深入探究熔渣的流動分布特點［1］。橡樹嶺實驗室采用真實的反應堆材料，用于測試燃料棒束的嚴重損傷，探究熔融物的遷移和冷卻滯留過程中的行為特征［2］。……