堆芯傳熱過程1狀態參量2燃料元件導熱3單相對流傳熱1.描述物體狀態的熱工參數過程量和狀態量

狀態量主要有六個

壓力、溫度、比容、內能、焓、熵壓力單位帕斯卡、千帕絕對壓力表壓力負壓（真空度）標準大氣壓初規定在攝氏溫度0℃、緯度45°、晴天時海平面上的大氣壓強為標準大氣壓，后定76厘米汞柱高，最后定為101325帕比容溫度：表示物體冷熱程度的量法定單位開爾文或絕對溫標常用的有華氏溫標和攝氏溫標絕對溫標和攝氏溫標關系絕對溫標以水的三相點為273.16K，水三相點壓力610.6帕。焓內能熵2.燃料元件的導熱2.1傅里葉定律對于兩個表面都維持均勻溫度和的無內熱源的平壁的穩態導熱:燃料元件的導熱是指在燃料芯塊內核反應所產生的熱量通過燃料元件內部的熱傳導（包括燃料、間隙和包殼的熱傳導）傳到燃料元件包殼外表面的過程。它是一種有內熱源（在燃料芯塊內）或無內熱源（間隙和包殼內）的導熱問題，遵守傅里葉定律。2.2包殼外表面與冷卻劑之間的傳熱固體表面冷卻劑單相對流熱輻射沸騰單相對流定義指固體表面與流動流體之間直接接觸時的熱交換過程。在這種傳熱過程中，除了存在流體的導熱之外，起主要作用的是由流體位移所產生的熱對流。單相對流分類強迫對流和自然對流傳熱層流和湍流傳熱單相對流表達式（牛頓冷卻定律）或

與熱導率對流換熱系數的區別是物性量，而是過程量，它與流體的運動和傳熱過程有關。

以單相水在圓管內作強迫對流定型湍流傳熱為例：熱輻射是物體因其溫度而發射的電磁波傳播所造成的熱量傳遞。沸騰傳熱是指流體在加熱表面發生各種沸騰工況時的傳熱。壓水堆在正常運行狀態下，包殼外表面與冷卻劑之間主要是單相對流傳熱，只在最熱通道的出口段可能出現欠熱泡核沸騰或飽和泡核沸騰傳熱，輻射傳熱可以忽略；在某些事故（如流量喪失事故或冷卻劑喪失事故等）過程中，包殼外表面可能經歷單相對流傳熱和各種沸騰傳熱工況，當溫度很高時要考慮輻射傳熱。2.3冷卻劑的輸熱冷卻劑的輸熱是指冷卻劑流過堆芯時，把燃料元件傳給冷卻劑的熱量以熱焓的形式載出反應堆外的過程，它用冷卻劑的熱能守恒方程來描述。當流體為單相時3.1單相對流傳熱

在流動系統中只有一種物相（液相、氣相或固相）的流動稱為單相流動，例如單相液體或單相氣體的流動。實際流體（液體或氣體）都是粘性流體，它們在流動時都具有粘性力（內摩擦力）。當粘性流體中發生層與層之間的相對運動時，運動速度快的層對速度慢的層產生一個拖動力使它加速，而速度慢的流體層對速度快的層就有阻止它向前運動的阻力。拖動力和阻力是大小相等方向相反的一對力，分別作用在兩個緊挨著的但速度不同的流體層上，這就是流體的粘性表現，稱為粘性力或摩擦力。兩流體層之間單位接觸面積上的粘性力稱為粘性應力，用Γ表示，其表達式服從牛頓法則：層流當流體速度很低時，流體中各質點均沿主流方向平行流動、各平行層之間不發生流體微團的交混，而只有分子間的相互交換湍流當流體速度較高時，流體微團在沿主流方向運動的同時還存在橫向速度脈動，即流體分子團作無規則的湍動流體慣性力/粘性力層流

湍流

過渡流

3.2單相強迫對流傳熱系數強迫對流是指由泵或風機驅動流體的流動。大多數動力堆在運行狀態下，流經反應堆的冷卻劑一般都作強迫湍流流動。在這種流動狀態下的對流傳熱系數h常用如下經驗關系式計算：C、m和n都是由實驗確定的常數

圓形通道內的強迫對流湍流傳熱系數圓形通道內的強迫對流湍流傳熱系數水縱向流過平行棒束中的傳熱系數單相層流傳熱系數影響單相強迫對流傳熱系數的主要因素流體流動的狀態對h的影響

當流體作純層流時，傳熱系數主要取決于流體的熱導率kf因此，層流時的傳熱系數值h很低。當流體作定型湍流流動時，流體微團相互擾動和混合，從而使熱量的傳遞大大強化。流體速度越高，湍流區的交混越劇烈，因而對流傳熱系數也越大。流體的物理性質對h的影響影響傳熱系數的流體物性有流體的熱導率、密度、粘度和定壓比熱容。通道幾何對的影響通道幾何包括通道的形狀和大小，以及傳熱表面的粗糙度等，它們對傳熱系數有一定影響。3.3自然對流傳熱系數流體的自然對流或稱自由對流是由作用在密度發生變化的流體上的重力引起的流動換熱，而密度變化通常是由流體內的溫度差產生。因此，其換熱強度主要取決于流體溫度差的大小。在反應堆工程中，自然對流傳熱對