12th International Symposium on Symbiotic Nuclear Power ( ISSNP-2026)

LBE中的固体杂质颗粒可能随冷却剂流动迁移并在固体表面沉积，因此颗粒的输送和沉积在LBE冷却剂系统中是一个重要问题。然而，杂质颗粒在单个金属纤维周围的局部迁移和沉积行为仍不充分。本研究通过数值研究了在不同流速、纤维取向和重力方向下，金属纤维在LBE下的迁移、碰撞、沉积和反弹。采用三维CFD-DPM模型计算连续相流并跟踪粒子轨迹。连续相采用SST k-ω模型，而颗粒沉积和回弹则通过临界撞击角和临界捕获速度准则确定。对于水平流，颗粒沉积分数随入口速度表现出明显的非单调变化。对于横向纤维构型，沉积分数随速度增加，在约0.058 m/s时达到最大13.63%，随后随着入口速度进一步增加而下降。纵向纤维构型的整体沉积分数低于横向构型。对于垂直流动，相对于主流动改变重力方向会导致颗粒沉积行为有显著差异。当重力与主流对齐时，整体沉积分数保持非常低，在某些速度范围内沉积仅有有限度。当重力与主流相反时，低速度时沉积分数较高，速度增加则普遍下降，而尾迹中的颗粒滞留在中间速度范围内变得明显。零重力情况进一步表明，重力方向在改变粒子轨迹和粒子纤维碰撞行为中起着重要作用。这些发现表明，流向、重力方向和纤维方向共同决定了铅铳颗粒在LBE中金属纤维周围的迁移和沉积，为液晶金属系统中的局部颗粒捕获机制提供了新见解，并为理解和改进LBE冷却剂系统中杂质去除提供了理论基础。

LBE; PbO particles; Particle deposition; Single fiber; Porosity; CFD–DPM; Particle migration.