Número Nusselt para reatores de metais líquidos
Um reator refrigerado a metal líquido é um tipo avançado de reator nuclear, onde o refrigerante primário é um metal líquido. Os metais líquidos podem ser usados como refrigerante, porque possuem excelentes propriedades de transferência de calor e podem ser empregados em sistemas de baixa pressão, como é o caso dos reatores rápidos resfriados a sódio (SFRs). A característica única dos metais no que diz respeito à sua estrutura é a presença de portadores de carga, elétrons especificamente livres, proporcionando alta condutividade elétrica e alta condutividade térmica . Essa condutividade térmica muito alta, juntamente com causas de baixa viscosidade, correlações típicas de transferência de calor (por exemplo, Dittus-Boelter) não pode ser usado.
Para metais líquidos, o número de Prandtlé muito pequeno, geralmente na faixa de 0,01 a 0,001. Isso significa que a difusividade térmica , que está relacionada à taxa de transferência de calor por condução , domina sem ambiguidade . Essa difusividade térmica muito alta resulta da condutividade térmica muito alta dos metais, que é cerca de 100 vezes maior que a da água. O número de Prandtl para sódio a uma temperatura de operação típica nos reatores rápidos resfriados a sódio é de cerca de 0,004. Nesse caso, o desenvolvimento da camada limite térmica é muito mais rápido que o da camada limite de velocidade (δ t >> δ), e é razoável assumir velocidade uniforme ao longo da camada limite térmica.Os coeficientes de transferência de calor para o fluxo de sódio através do canal de combustível são baseados no número de Prandtl e no número de Péclet . A inclinação do diâmetro (P / D) também faz muitos cálculos de transferência de calor em reatores de metal líquido. As correlações convectivas de transferência de calor são geralmente apresentadas em termos de número de Nusselt versus número de Péclet . O número típico de péclet para operação normal é de 150 a 300 nos pacotes de combustível. Quanto a outros regimes de fluxo, o número de Nusselt e uma determinada correlação podem ser usados para determinar o coeficiente de transferência de calor por convecção.
Correlação Graber-Rieger
Correlação FFTF
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