王 帅　彭常宏　郭 赟

（中国科学技术大学 核科学技术学院　合肥 230027）

圆柱腔内石蜡熔化过程实验探究

王 帅彭常宏郭 赟

（中国科学技术大学 核科学技术学院合肥 230027）

采用实验方法对圆柱空腔内相变材料（石蜡）的熔化过程进行研究，石蜡通过放置在中央位置的加热棒进行定功率加热。通过改变加热功率、水浴温度以及外壁的边界条件，记录石蜡相变过程中不同位置的温度变化情况，对比不同条件对熔化进程的影响。相变界面和熔化份额采用温度的三次插值和位置加权处理获得。熔化起始阶段，受到纯导热的影响，靠近加热棒的石蜡开始熔化，随之的自然对流的产生和加剧加快上部区域固体石蜡的熔化，最终在整个液体区域形成明显的温度分层。实验结果表明，提高斯蒂芬数Ste或者降低过冷度Sc对熔化进程有显著的促进作用。

熔化过程，相变，石蜡，圆柱空腔，自然对流

熔化是反应堆严重事故中极为重要和复杂的过程。由于反应堆材料的特殊性和结构的复杂性，很难对反应堆的熔化现象进行准确的研究，所以其详细的物理机制和进程依然很不明确。而现有的研究则多针对于严重事故后熔融物迁移和滞留等行为。普渡大学对堆芯材料熔渣在高压环境下的分布进行了实验模拟，深入探究熔渣的流动分布特点［1］。橡树岭实验室采用真实的反应堆材料，用于测试燃料棒束的严重损伤，探究熔融物的迁移和冷却滞留过程中的行为特征［2］。……