马在勇，仇子铖，巫英伟，田文喜，苏光辉，秋穗正

(西安交通大学 动力工程多相流国家重点实验室 核科学与技术系，陕西 西安 710049)

在反应堆堆芯、加热器等装置的设计中，临界热流密度(CHF)的准确预测具有十分重要的安全和经济意义。CHF总体上包括偏离核态沸腾(DNB)型和烧干型两种，针对这两种类型，已有大量的经验关系式和模型。针对DNB型的有边界层分离模型、气泡壅塞模型、界面抬升模型等，针对烧干型的有液膜蒸干模型、过热层蒸汽补给模型、三流体模型等。然而，这些模型主要是针对水、氟利昂等普通流体开发，模型中包含的大量经验关系式和相关常数的普适性还有待验证。

在已有的反应堆堆型中，水并非唯一的冷却剂，如快堆、钠冷行波堆中的冷却剂采用液态金属。在这些液态金属冷却的反应堆中，CHF的精确预测至关重要。依据实验数据和相似准则原理，研究者已提出一些经验关系式[1-3]。然而，经验关系式在应用时有很大的局限性，更为合理的CHF的预测是采用理论模型进行数值计算。本工作对采用液膜蒸干模型预测液态金属CHF进行尝试，并将数值计算结果与实验数据和经验关系式的计算结果进行比较。

1 模型相关关系式

液膜蒸干模型适于计算弥散环状流下的烧干型CHF。在弥散环状流流型下，液膜的厚度受3方面因素的影响，即液滴在液膜上的沉积、气芯对液膜的夹带和液膜因受热引起的蒸发，文献[4-5]通常假定液膜质量流量为零时即发生了CHF。……