为研究高温气冷堆中燃料球的气动力提升过程,本文采用三维计算流体力学数值模拟与三自由度动力学仿真解耦的方法对燃料球的运动轨迹进行了模拟。通过计算流体力学方法计算了燃料球在提升管内所受的气动力,运用三自由度动力学仿真给出了燃料球在输送管道内的运动轨迹。将数值模拟的运动轨迹与实验测量的结果进行对比发现,本文数值模拟可准确地预测燃料球的运动轨迹和碰撞次数,与实验结果相符。这表明本文方法可用于模拟高温堆燃料球的气动力提升过程。

针对气动喷砂回收器磨损严重及回收效率不佳的问题,基于气固两相流固体颗粒运动和碰撞原理,对回收器的倾角进行了优化设计;借助Fluent软件对回收器里的粒子运动轨迹进行仿真对比分析,优先选出回收效率最好的回收器。分析结果表明:原回收器回收效率不佳以及磨损严重的主要原因在于,砂料在回收器中经过了多次碰撞反弹,加剧了回收器的磨损。优化后的回收器利用了砂料的反弹作用,回收器采用倾斜65°～75°喷射和回收时,几乎所有粒子都能反弹到回收器的回收口,提高了回收率,降低了对壁面的冲蚀磨损。