Conducción con generación de calor.
Conducción con generación de calor.
En la sección anterior consideramos problemas de conducción térmica sin fuentes internas de calor . Para estos problemas, la distribución de temperatura en un medio se determinó únicamente por las condiciones en los límites del medio. Pero en ingeniería a menudo podemos encontrar un problema, en el que las fuentes de calor internas son significativas y determinan la distribución de temperatura junto con las condiciones de contorno.
En ingeniería nuclear , estos problemas son de suma importancia, ya que la mayor parte del calor generado en el combustible nuclear se libera dentro de los gránulos de combustible y la distribución de temperatura está determinada principalmente por la distribución de generación de calor. Tenga en cuenta que, como se puede ver en la descripción de los componentes individuales de la energía energética total liberada durante la reacción de fisión, se genera una cantidad significativa de energía fuera del combustible nuclear (barras de combustible externas). Especialmente la energía cinética de los neutrones rápidos se genera en gran medida en el refrigerante ( moderador ) . Este fenómeno necesita ser incluido en los cálculos nucleares.
Para LWR , generalmente se acepta que aproximadamente el 2.5% de la energía total se recupera en el moderador . Esta fracción de energía depende de los materiales, su disposición dentro del reactor y, por lo tanto, del tipo de reactor.
Tenga en cuenta que la generación de calor es un fenómeno volumétrico. Es decir, ocurre en todo el cuerpo de un medio. Por lo tanto, la tasa de generación de calor en un medio generalmente se especifica por unidad de volumen y se denota por g V [W / m 3 ] .
La distribución de temperatura y, en consecuencia, el flujo de calor está determinada principalmente por:
- Geometría y condiciones de contorno . Geometría diferente conduce a un campo de temperatura completamente diferente.
- Tasa de generación de calor . La caída de temperatura a través del cuerpo aumentará con el aumento de la generación de calor.
- Conductividad térmica del medio . Una conductividad térmica más alta conducirá a una caída de temperatura más baja.
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Este artículo se basa en la traducción automática del artículo original en inglés. Para más información vea el artículo en inglés. Puedes ayudarnos. Si desea corregir la traducción, envíela a: translations@nuclear-power.com o complete el formulario de traducción en línea. Agradecemos su ayuda, actualizaremos la traducción lo antes posible. Gracias.
