[發明專利]鉛水反應中鉛鉍合金凝固時間確定方法及裝置

在審

• 申請號: 202210227208.1
• 申請日: 2022-03-08
• 公開（公告）號: CN114740037A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 劉曉晶;劉達霖;鄧暢;張滕飛
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01N25/04
• 分類號: G01N25/04;G01N25/20
• 代理公司: 北京薈英捷創知識產權代理事務所(普通合伙) 11726
• 代理人: 張陽

1.一種鉛水反應中鉛鉍合金凝固時間確定方法，其特征在于，包括：

獲取鉛水反應中計算鉛鉍合金凝固時間的特性熱焓方程以及影響所述鉛鉍合金凝固時間的主導因素；

獲取鉛水反應工況下所述主導因素的取值；其中，所述主導因素包括鉛鉍合金與水的溫差、水流噴射初始速度和注水管徑；

將所述主導因素的取值輸入所述特征熱焓方程，計算得到所述鉛水反應工況下所述鉛鉍合金的凝固時間；其中，當所述凝固時間大于零時確定所述鉛鉍合金會出現凝固，當所述凝固時間小于零時確定所述鉛鉍合金不會出現凝固。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：

基于預設的傳熱分析算法確定鉛水反應中計算所述鉛鉍合金凝固時間的特性熱焓方程。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于預設的傳熱分析算法確定鉛水反應中計算所述鉛鉍合金凝固時間的特性熱焓方程的步驟，包括：

基于熱焓法對零維的非穩態凝固過程中能量和溫度僅隨時間變化情況下的凝固換熱過程進行計算，得到零維系統內的凝固時間熱焓方程；

基于所述零維系統內的凝固時間熱焓方程確定宏觀尺度下鉛水反應中鉛鉍合金凝固時間的特性熱焓方程。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述零維系統內的凝固時間熱焓方程確定宏觀尺度下鉛水反應中鉛鉍合金凝固時間的特性熱焓方程的步驟，包括：

基于所述零維系統內的凝固時間熱焓方程確定實際鉛水反應中微元的固化時間特性熱焓方程；

基于控制變量法對所述微元的固化時間特性熱焓方程進行宏觀驗證，得到宏觀尺度下鉛水反應中鉛鉍合金凝固時間的特性熱焓方程以及影響鉛鉍合金凝固時間的外部因素中的主導因素。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于控制變量法對所述微元的固化時間特性熱焓方程進行宏觀驗證的步驟，包括：

基于控制變量法將所述微元的固化時間特性熱焓方程中的所述外部參數轉變為方程參數，基于預設仿真軟件對所述外部參數進行插值分布以及批量仿真，以得到各外部因素對應的凝結核出現時間；

基于各所述外部因素對應的凝結核出現時間的相對變化值，從所述外部因素中篩選出所述主導因素。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述外部因素包括：鉛鉍合金與水的溫差、水流噴射初始速度、注水管徑、壁溫、鉛鉍合金組分、初始壓力、反應域尺寸和噴射背壓。

7.根據權利要求1-6任一項所述的方法，其特征在于，所述特性熱焓方程為：

其中，t′_{solidification}為所述凝固時間，A_injection為所述注水管徑，v_injection為所述水流噴射初始速度，T_lbe，ave為初始鉛鉍合金的平均溫度，T_water，ave為注入水的平均溫度，ρ_w為水的密度，h_f，ave為平均對流換熱系數，C′_SGTR為所述特性熱焓方程的特征常數，m_t為參與變相過程材料的質量，Δh為凝固變相潛熱。

8.一種鉛水反應中鉛鉍合金凝固時間確定裝置，其特征在于，包括：

第一獲取模塊，用于獲取鉛水反應中計算鉛鉍合金凝固時間的特性熱焓方程以及影響所述鉛鉍合金凝固時間的主導因素；

第二獲取模塊，用于獲取鉛水反應工況下所述主導因素的取值；其中，所述主導因素包括鉛鉍合金與水的溫差、水流噴射初始速度和注水管徑；

計算模塊，用于將所述主導因素的取值輸入所述特征熱焓方程，計算得到所述鉛水反應工況下所述鉛鉍合金的凝固時間；其中，當所述凝固時間大于零時確定所述鉛鉍合金會出現凝固，當所述凝固時間小于零時確定所述鉛鉍合金不會出現凝固。