核聚变第一壁射流冷却通道换热特性数值模拟

来源：动力工程学报杂志2025年第11期北京时间：

作者：王忆楠, 曾添宝, 郑智颖, 蔡伟华, 李凤臣,

摘要：设计了一种基于射流的新型核聚变第一壁内部冷却通道,初步探究了运行参数和结构参数对射流冷却通道流动和换热特性的影响,并在相同运行参数下将射流冷却通道的换热特性与原型直通道进行了对比,通过分析努塞尔数Nu、流动阻力系数f以及综合性能评价指标(ηPEC)衡量了射流冷却通道的冷却性能。结果表明:相比于原型直通道,在相同的运行参数下采用射流冷却通道时第一壁受热面的平均温度降低了182 K,Nu提升了132%;冷却剂的质量流量增大,射流冷却通道的Nu和f均增大,冷却性能增强,改变受热面的热流密度不会影响其换热特性和f;在所考虑的结构参数范围内,增大射流通道直径和横向间距、减小射流通道渐缩比和纵向间距以及射流通道采用平行排布可使射流冷却通道具有最佳的冷却性能。

关键词：第一壁,冷却通道,射流,换热特性,流动阻力系数,综合性能评价指标,