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龙图腾网获悉华北电力大学申请的专利一种液态铅铋固态氧控氧传质数值模拟方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116631519B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-05发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310360299.0，技术领域涉及：G16C10/00；该发明授权一种液态铅铋固态氧控氧传质数值模拟方法是由牛风雷;梁瑞仙;盛振华;李辉;祁睦然;朱卉平;吴浩;黄美;郭张鹏;刘芳;吕雪峰;吕海财设计研发完成，并于2023-04-06向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种液态铅铋固态氧控氧传质数值模拟方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种液态铅铋固态氧控氧传质数值模拟方法，可用于液态铅铋进行固态控氧过程中质量交换器内固体氧化铅颗粒氧溶解和扩散特性数值模拟研究。通过对质量交换内固体氧化铅颗粒组成随机堆叠球床的供氧特性研究，将氧化铅球床简化为均质的多孔介质，可利用多孔介质组分输运模型完成固态控氧的数值模拟。本发明避免了目前公开文献中简化氧化铅颗粒之间点接触的建模难点，具有计算资源占用低，结果可靠性高的特点，可用于液态铅铋固态氧控实验预研究，有利于指导第四代反应堆铅铋堆中固态控氧设备的设计。

本发明授权一种液态铅铋固态氧控氧传质数值模拟方法在权利要求书中公布了：1.一种液态铅铋固态氧控氧传质数值模拟方法，其特征在于：步骤如下： 步骤1：固态控氧设备建模：将质量交换内固体氧化铅颗粒组成的随机堆叠球床简化为均质的多孔介质，分别对多孔介质区域和液态铅铋流体通道进行流体力学建模； 步骤2：网格生成：固态控氧设备中的固体氧化铅已经被简化为均质多孔介质，则单独对多孔介质区域划分网格，然后对其他液态铅铋流动通道划分网格，两个不同区域之间是接触的，接触的交界面为内部连通表面，保证液态铅铋流体能够流经多孔介质区域，进行氧组分输运； 步骤3：物性调用和固态控氧设备计算模型设置：由于液态铅铋中溶解氧浓度非常低，因此热物性参数采用液态铅铋本身；固体氧化铅被液态铅铋冲刷溶解后以溶解液相状态与主流体进行混合输运，因此选择多组分液体模型和多组分输运模型进行求解计算；湍流模型选择K-Epsilon湍流模型，多孔介质区域选择两层全y+壁面处理；对于液态铅铋主流体，湍流施密特数设置为0.9；由于液态铅铋中仅靠固态氧化铅供氧，因此忽略化学反应；其中多孔介质物性特征采用氧化铅球床体积、氧化铅小球密度和数量计算的均值； 步骤4：固态控氧设备计算模型及边界条件设置：边界条件包括入口流量、初始氧浓度，入口湍流强度、初始温度和多孔区域边界条件； 其中多孔区域边界条件包括组分源项和初始条件选项； 其中组分源项提供边界氧浓度，根据固体氧化铅小球的数量、密度和球床体积换算成多孔介质区域饱和氧边界可供应的溶解氧浓度，计算公式如下： 氧化铅溶解时的饱和氧浓度取值为： 式中： CS——氧化铅溶解时饱和氧浓度，单位为wt.％； T——温度，单位为K； 具体氧组分源项则根据设计的固体氧化铅小球的数量、密度和球床体积换算成均质多孔介质组分源； 其中初始条件选项包括粘性阻力系数、惯性阻力系数、孔隙率、弯曲率；其中惯性阻力系数计算公式如下： 式中： a——粘性阻力系数,单位为kgm3.s； μ——动力粘度，单位为Pa.s； ε——孔隙率； d——直径，单位为m； 其中孔隙率计算公式如下： 式中： V——包含所有氧化铅颗粒的球床总体积； VF——球床中包含的所有氧化铅颗粒体积； 其中惯性阻力系数计算公式如下： 式中： b——惯性阻力系数，单位为kgm4； ρ——密度，单位为kgm3； 其中弯曲率计算公式如下： τ——弯曲率； 步骤5：采用SIMPLE算法，设置离散格式为二阶逆风，进行稳态计算，直到出口平均溶解氧浓度收敛到一个稳定值。

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