Revista de Ingeniería Aeronáutica y Aeroespacial
Acceso abierto

abstracto

Estudio numérico de elemento de flujo único en una cámara nuclear de empuje térmico

Cheng GC*, Ito Y, Yen-Sen C, Ten-See W

El objetivo de este estudio fue desarrollar una metodología computacional eficiente y precisa para predecir entornos termofluidos detallados de un elemento de flujo único en un núcleo sólido hipotético conjunto de cámara de empuje nuclear térmica. Varios modelos de termofluidos numéricos y multifísicos, como reacciones químicas, turbulencia, transferencia de calor conjugada, porosidad y generación de energía, se incorporaron en un solucionador de dinámica de fluidos computacional basado en la presión y de cuadrícula no estructurada utilizado en esta investigación. Un objetivo secundario era desarrollar un modelo de porosidad para la simulación de todo el motor térmico nuclear de núcleo sólido sin resolver miles de canales de flujo dentro del núcleo sólido. Se realizaron simulaciones numéricas detalladas de un solo elemento de flujo con diferentes perfiles de generación de energía para investigar la causa raíz de un fenómeno llamado corrosión de la sección media que dañó gravemente el conjunto del elemento de flujo de los primeros reactores de núcleo sólido. Bajo los supuestos empleados en este esfuerzo y por primera vez, el resultado demostró obstrucción del flujo en el elemento de flujo. La posibilidad de obstrucción del flujo en parte del elemento de flujo indicaba un posible desequilibrio del flujo másico de refrigerante, lo que podría conducir a un gradiente térmico local alto en los elementos de flujo sin refrigerante y posiblemente a la eventual corrosión de la sección media.