潘 登余笑寒邹 杨鄂彦志徐 博周振华何 杰（中国科学院上海应用物理研究所 嘉定园区 上海 20800）2（中国科学院大学 北京 00049）

规则球床堆熔盐流动压降与对流换热CFD模拟

潘 登1，2余笑寒1邹 杨1鄂彦志1，2徐 博1，2周振华1，2何 杰1，2
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（中国科学院上海应用物理研究所 嘉定园区 上海 201800）2（中国科学院大学 北京 100049）

球床堆复杂的几何结构导致直接建模进行热工水力模拟非常困难，一般使用多孔介质模型简化处理，但多孔介质已有的压降和对流换热公式在熔盐冷却球床中的有效性仍待验证。本文基于固态燃料熔盐堆建立了6 cm直径小球的规则球床模型，给定球床进口熔盐流量和球壳发热功率，模拟了球床内的稳态流动与换热，计算了对应的压降和对流换热系数，并分别得到了球床压降、对流换热Nu随球床内流动Re变化的曲线。对比发现：模拟压降结果与已有公式差异较大，而模拟对流换热Nu结果与已有公式的差异相对较小。结合模拟结果和已有的公式，拟合得到了修正的压降和对流换热Nu公式。将修正公式应用于3cm直径规则球床中，结果表明多孔介质修正模型与直接模拟结果一致。

球床堆，熔盐堆，计算流体动力学模拟，多孔介质

球床堆由于结构复杂不利于几何建模，因此在计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）模拟中多采用多孔介质来等效球床区域［1-3］。即将多孔区域视作连续相，来求解流场和温度场，并分别使用附加阻力压降公式和对流换热公式修正对应的动量和能量方程［4］。……