مدل سازي CFD كاربرد نانو سيال در بسته ي سوخت راكتور اتمي بوشهر جهت ارزيابي پديده سايش

CFD Modeling of Nanofluid in the Fuel Assemblies of Bushehr NPP for Assessment of Erosion Process

نانوسيالات، سوسپانسيون¬هاي كلوئيدي از پودرهاي سايز نانو در سيال پايه، به عنوان سيال خنك¬كننده¬ي برتر نسبت به سيالات معمولي، مورد مطالعه قرار مي¬گيرند. با وجود افزايش ضريب انتقال حرارت جا به جايي در نانوسيالات مسائلي از جمله سايش مطرح مي شود. در اين پروژه به شبيه سازي بسته سوخت راكتور اتمي بوشهر به كمك نرم افزار CFX ميپردازيم. كد ANSYS-CFX با روش ديناميك سيالات محاسباتي(CFD) به حل مسايل پيچيده جريان سيال و انتقال حرارت مي پردازد. هدف، بررسي تاثير حضور نانوذرات در سيال خنك¬كننده بر پديده سايش مي باشد. طبق نتايج، با افزايش زاويه¬ي برخورد، قطر نانوذرات، كسر حجمي نانوذرات و سرعت ورودي نانوسيال شاهد افزايش سايش هستيم.

Nanofluids are nano-size-powder suspensions in liquids. They have novel properties that make them potentially useful in many applications in heat transfer. Nanofluid effects on materials, as wear and erosion are largely unknown. The purpose of this research is to assess the erosion effects of nanofluid coolant with different concentrations of alumina nanoparticles in the reactor core. This paper describes the effort in developing a 3D CFD modeling using ANSYS-CFX code in order to simulate nanofluid flow in the fuel assemblies of Bushehr NPP for assessment of erosion phenomena. The achieved results show that, the material erosion depends on angle of flow, flow velocity, particle volume fraction, type of base fluid, diameter of nanoparticles and nanofluid temperature.