涂 卓，曹学武

湍流情况下气溶胶微小通道沉积规律数值模拟研究

涂 卓，曹学武*

（上海交通大学，上海 200240）

本文利用数值模拟方法研究湍流情况下气溶胶微小通道内的沉积规律。通过对Muyshondt实验的模拟并与实验数据对比验证了雷诺应力模型（RSM）和离散相模型（DPM）的适用性。分析了颗粒粒径、气体流量对气溶胶沉积的影响，并利用修正后的DPM模型研究了通道弯曲度对气溶胶沉积的影响。结果表明在湍流情况下，气溶胶在微通道内沉积占优机制为湍流扩散，主要影响粒径较小的气溶胶颗粒，随着雷诺数增大，湍流扩散增强，颗粒总沉积率增大；在弯曲通道内，气溶胶颗粒沉积率随粒径变化呈现先增大后减小的趋势，由于惯性碰撞作用增强，颗粒总沉积率相比水平通道显著增大，但进一步增大通道弯曲度对颗粒总体沉积率的影响不显著。

气溶胶；湍流；微通道

当反应堆发生严重事故时，安全壳内会弥散大量放射性气溶胶，气溶胶可通过安全壳上的微小缝隙泄漏进入环境中。已有研究表明，微小通道对气溶胶颗粒具有显著的去除作用。因此，研究气溶胶在微小通道内的沉积对事故后放射性源项的确定具有重要意义。

气溶胶在微小通道内沉积现象十分复杂，通常情况下，安全壳内放射性气溶胶颗粒粒径较小，安全壳内混合气体流动对气溶胶颗粒在微小通道内的沉积有显著影响。加拿大英属哥伦比亚大学Bowen[1]等提出层流条件下气溶胶微粒在矩形或者圆通道中沉积的计算模型，模型过于简单，计算结果与实验结果相比存在量级上的差异。……