核燃料棒焊接時(shí)的氣體流場(chǎng)及其保護(hù)效果.pdf

1、制造業(yè)是一個(gè)國(guó)家工業(yè)的基礎(chǔ)，而焊接技術(shù)則是制造技術(shù)的重要組成部分。在核電工業(yè)中，核電燃料棒的制造過(guò)程中所應(yīng)用的焊接技術(shù)中涉及到很多力學(xué)方面的問(wèn)題。對(duì)核電燃料棒進(jìn)行焊接時(shí)，周?chē)栊詺怏w的保護(hù)效果對(duì)焊件質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。 通過(guò)分析制備核燃料棒的過(guò)程中現(xiàn)有的工藝缺陷，本文從流體力學(xué)原理出發(fā)，基于Navier-Stokes方程，并采用貼體坐標(biāo)和交錯(cuò)網(wǎng)格系統(tǒng)，用SIMPLE算法對(duì)核電燃料棒周邊以及焊接腔體內(nèi)部的流場(chǎng)進(jìn)行了計(jì)算，通過(guò)對(duì)

2、氦氣和空氣的多組分流場(chǎng)的數(shù)值模擬，研究了流場(chǎng)渦結(jié)構(gòu)的主要特征和演化過(guò)程，分析了多組分氣體和熱量輸運(yùn)對(duì)瞬態(tài)流場(chǎng)的影響。結(jié)果表明在焊腔內(nèi)部低雷諾數(shù)圓柱繞流問(wèn)題中，當(dāng)輕流體(氦氣)流入重流體(空氣)時(shí)，圓柱尾渦的形成有所減緩。焊接中的高溫使得圓柱尾渦尺寸和分離角減小。對(duì)這些結(jié)果本文進(jìn)行了直觀(guān)的物理解釋。 通過(guò)分析焊件附近氦氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化情況，發(fā)現(xiàn)了原有結(jié)構(gòu)存在的不足之處，并針對(duì)此缺陷提出了優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案。最后研究了不同入口速度、焊腔