Número de Nusselt para reactores de metal líquido
Un reactor refrigerado por metal líquido es un tipo avanzado de reactor nuclear donde el refrigerante primario es un metal líquido. Los metales líquidos se pueden usar como refrigerantes porque tienen excelentes propiedades de transferencia de calor y se pueden emplear en sistemas de baja presión, como es el caso de los reactores rápidos refrigerados por sodio (SFR). La característica única de los metales en lo que respecta a su estructura es la presencia de portadores de carga, específicamente electrones libres, lo que les da una alta conductividad eléctrica , alta conductividad térmica . Esta conductividad térmica muy alta junto con causas de baja viscosidad, que las correlaciones típicas de transferencia de calor (por ejemplo, Dittus-Boelter) No puede ser usado.
Para metales líquidos, el número de Prandtl es muy pequeño, generalmente en el rango de 0.01 a 0.001. Esto significa que la difusividad térmica , que está relacionada con la velocidad de transferencia de calor por conducción , domina inequívocamente . Esta muy alta difusividad térmica resulta de una conductividad térmica muy alta de los metales, que es aproximadamente 100 veces mayor que la del agua. El número de Prandtl para sodio a una temperatura de funcionamiento típica en los reactores rápidos enfriados con sodio es de aproximadamente 0,004. Para este caso, el desarrollo de la capa límite térmica es mucho más rápido que el de la capa límite de velocidad (δ t >> δ), y es razonable suponer una velocidad uniforme en toda la capa límite térmica.Los coeficientes de transferencia de calor para el flujo de sodio a través del canal de combustible se basan en el número de Prandtl y el número de Péclet . Paso a diámetro (P / D) también ingresa muchos cálculos de transferencia de calor en reactores de metal líquido. Las correlaciones de transferencia de calor por convección generalmente se presentan en términos de número de Nusselt versus número de Péclet . El número típico de Péclet para el funcionamiento normal es de 150 a 300 en los paquetes de combustible. En cuanto a otros regímenes de flujo, el número de Nusselt y una correlación dada pueden usarse para determinar el coeficiente de transferencia de calor por convección.
Correlación de Graber-Rieger
Correlación FFTF
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