事故容错燃料包壳表面液滴碰撞行为及Leidenfrost现象实验研究

来源：核动力工程杂志2020年第3期北京时间：

作者：王泽锋, 马云飞, 钟明君, 熊进标, 杨燕华

摘要：为了研究事故容错燃料包壳表面的液滴Leidenfrost现象，本研究采用高速相机对液滴与事故容错燃料包壳SiC和FeCrAl的碰撞行为进行可视化观测，并与常规包壳材料Zr-4对比。结果表明，液滴碰撞方式有沉积、带二次液滴散射的反弹、带二次液滴散射的碎化、反弹和碎化5种；沉积属于核态沸腾换热，反弹和碎化属于膜态沸腾，带二次液滴散射的反弹和带二次液滴散射的碎化属于过渡沸腾换热；液滴的临界热流密度（CHF）温度与韦伯数（We）无关，而Leidenfrost温度随着We和固体表面蓄热系数的增大而增大；在膜态沸腾阶段，液滴的铺展行为与温度无关，随着We的增大，液滴铺展的更快，且能达到更高的铺展因子。

关键词：碰撞方式, 事故容错燃料, Leidenfrost现象, 铺展行为