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强激光物理与技术
气流对飞秒激光加工炸药装药过程的热安全性影响分析
伍俊英
郑富德
姚雨乐
刘嘉锡
陈朗
作者单位
摘要
北京理工大学 爆炸科学与技术国家重点实验室,北京 100081
由于炸药具有热传导系数小、对温度极其敏感的特点,在使用多脉冲飞秒激光对其进行持续加工时,极有可能在炸药内形成热累积,从而导致点火、燃烧等危险事件的发生。为了降低激光加工材料过程中的热效应,人们普遍采取在材料加工表面施加气流的方法。为了研究加载气流条件下,炸药装药在飞秒激光作用下产生的烧蚀产物的运动规律以及炸药装药内部的温度变化,建立了加载气流条件下飞秒激光加工炸药装药过程的二维流固耦合计算模型,对在单侧、双侧不同入射角度的亚音速气流作用下,飞秒激光加工奥克托今(HMX)炸药装药的过程进行了数值模拟计算。计算结果表明:单侧气流会在炸药加工表面形成漩涡流,导致烧蚀气体产物在炸药表面做旋转运动,加重了烧蚀产物对炸药的热影响;双侧气流会在远离炸药加工表面的地方形成较大的漩涡流,从而使烧蚀气体产物迅速离开炸药加工表面,有效降低了炸药的温度,提高了飞秒激光加工炸药装药过程的安全性。
飞秒激光
炸药
数值模拟
气流
热安全性
femtosecond laser
explosive
numerical simulation
airflow
thermal safety
PDF全文
Full Text
强激光与粒子束
2024, 36(1): 011003
研究论文
5×5
均匀加热棒束底部再淹没实验研究及热工安全分析程序评价
刘伟华
1
吴攀
1,*
冯民
1
汤霆辉
1
[ ... ]
桂淼
1
作者单位
摘要
1
西安交通大学 核科学与技术学院西安 710049
2
西安交通大学 动力工程多相流国家重点实验室西安 710049
核反应堆安全分析中的冷却剂丧失事故(Loss of Coolant Accident,LOCA)是反应堆安全的重要研究对象之一,LOCA事故中的再淹没阶段棒束通道内的热工水力行为是其中一个十分关键的问题。利用西安交通大学核安全与运行研究室的膜态沸腾实验平台,本文开展了对5×5均匀加热棒束开展了底部再淹没实验研究。通过求解一维瞬态逆导热问题获得再淹没过程中加热棒束的表面参数,探究了不同实验条件对骤冷前沿推进速度的影响,使用热工安全分析程序RELAP5对实验结果进行对比计算,总结了其在模拟再淹没过程中存在的问题。结果表明:1)再淹没过程中高进口流量、高入口过冷度和低功率密度更有利于骤冷前沿的推进;2)RELAP5模拟的骤冷时间总均方根误差40.994 s;包壳峰值温度(Peak Cladding Temperature,PCT)总均方根误差61.465 K。模拟值在后临界热流密度(Critical Heat Flux,CHF)换热阶段与实验值相比误差较大,问题主要集中在沸腾模式判断和膜态沸腾换热模型上。本文中的实验数据可为再淹没过程的流动传热预测模型提供新的验证数据,也可用于评价和优化热工安全分析程序。
底部再淹没实验
棒束通道
逆导热问题
膜态沸腾
热工安全分析程序
Bottom reflooding test
Rod bundle channel
Inverse heat conduction problem
Film boiling
Thermal safety analysis code
PDF全文
Full Text
核技术
2023, 46(10): 100607
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