基于多物理耦合的高温热管流动传热和力学特性研究

研究高温碱金属热管内工质的流动、传热和力学特性，对热管冷却反应堆的安全具有重要意义。本文采用COMSOL Multiphysics有限元软件构建了高温碱金属热管的多物理耦合模型，针对热管内工质的流动传热特性以及管壁的热膨胀效应进行了数值模拟研究。结果表明：本文模型的计算结果与实验值的相对误差小于1%,可准确模拟高温热管的流动传热特性；在额定功率下，沿轴向的压力梯度和温度梯度较小，说明热管具有较好的等温性，但相比于冷态有最大1.75%的总形变；热管的传输功率提高会显著影响热管内工质的运行状态，同时加大热管的形变量。