不同温度及曲率NaK-BASE管内Na^+和K^+迁移数值模拟  

Transport numerical simulation of Na^+ and K^+in NaK-BASE tube with different temperatures and tortuosity

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作  者:管宁[1] 刘志刚[1] 姜桂林[1] 张承武[1] 吕明明[1] 

机构地区:[1]山东省科学院流动与强化传热重点实验室,山东省科学院能源研究所,山东济南250014

出  处:《山东科学》2016年第5期76-80,共5页Shandong Science

基  金:国家自然科学基金(51306107);山东省科技发展计划(2014GGX104008);山东省优秀中青年科学家科研奖励基金(BS2014NJ013)

摘  要:本文以NaK-AMTEC的BASE管内的Na^+和K^+迁移为研究对象,建立了NaK-BASE管显微结构的分形模型,采用微观Poisson-Nernst-Planck多离子运移模型模拟了Na^+和K^+在BASE管中的迁移,考察了不同温度下NaK-BASE管内离子的迁移过程。研究结果表明,NaK-BASE管内的阳离子迁移浓度和表面电荷密度与BASE管的温度直接相关;温度的升高会使BASE管内阳离子浓度峰值有所减小,可通过增加BASE管曲率来提高该峰值。BASE管内的表面电荷密度随着温度的升高逐渐增大,且不同温度表面电荷密度之差随着曲率的增加逐渐增大。We established a fractal model for the microstructure of NaK-BASE tube with the transport of Na+ and K+ in NaK-BASE tube as a subject. We simulated the transport of Na+ and K+ in NaK-BASE tube with Poisson-Nernst-Planck multi-ions transport model. We also investigated ion transport process in NaK-BASE tube with different temperatures. Results show that cation transport concentration and surface charge density of Na+ and K+ have direct relationship with the temperature of NaK-BASE tube. Peak value of cation concentration in NaK-BASE tube will decrease with the increase of BASE tube temperature. Peak value of Na+ and K+ can be enhanced by the increase of NaK-BASE tube tortuosity. Moreover, surface charge density of Na+ and K+ in BASE tube gradually increases with the increase of temperature. Discrepancy of surface charge density gradually increases with the increase of tortuosity.

关 键 词:碱金属热电转换器 BASE管 温度 离子浓度 电荷密度 

分 类 号:TK124[动力工程及工程热物理—工程热物理]

 

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