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摘要
在聚变堆的冷却系统中，由于强磁场的影响，液态金属流动受到抑制，通过掺入气泡到液态金属中可减小磁流体力学(Magnetohydrodynamic，MHD)效应，提升传热速率。本文基于VOF多相流模型，在不同的磁场强度(0～1.3 T)和不同的气泡雷诺数(1.3×104～6.76×104)范围内，对横向磁场作用下垂直上升通道中气泡-液态金属两相流动传热特性进行了数值研究。结果表明，无磁场时气体呈柱状流，而在磁场作用下，由于MHD箍缩效应的影响，气柱破裂、分离，形成了气泡流；随着磁场增大，其分离点由入口逐渐向上移动，且气泡运动速度随之增加。与液态金属单相流相比，气泡-液态金属两相流动的平均换热系数随磁场强度和气泡雷诺数增加均呈下降趋势，但因两相流动显著减小了由MHD效应引起的压降，从而提升了通道内综合换热因子，且在磁场较小时，提升效果更好。
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单位南京航空航天大学; 航天学院
