In the present work, an analysis of the transient melting of a circular tube geometry maintained at its melting temperature induced by the flowing fluid through the pipe has been made.
The solution is facilitated by coordinate transformations that immobilize the irregular moving boundary. Employing a finite difference method, numerical solutions are obtained for a wide range of Reynolds numbers and Stefan numbers and the results are presented in graphical forms.
The results show that the shape of the melting wall surface, which is assumed to be initially a vertical shape, changes with time and gradually becomes an inclined surface.
Both the shape of the solid-liquid interface where melting takes place and the movement of the interface are controlled by the Reynolds numbers and the Stefan numbers.
As the Reynolds number and the Stefan number are increased, the heat transfer to the wall is also increased.
When the Stefan number is increased while the Reynolds number is decreased, the slope of the solid-liquid interface becomes larger.
고속증식로의 핵연료 붕괴시에 대한 사고해석에서 종래의 모든 연구는 핵연료가 냉각재 관 내면에 응고하는 과정을 해석하였다.
하지만 용융상태의 고온핵연료가 냉각재 관을 녹이면서 아래쪽으로 흘러내릴 수도 있다.
따라서 본 논문에서는 냉각재 관이 녹는 현상을 이론적으로 해석하였다.
이러한 물리적인 현상은 녹는 위치가 시간과 공간에 따라 변화 하는 매우 복잡한 현상이다.
따라서 해석을 쉽게 하기 위해서 좌표변환을 먼저 한 후 변환된 좌표계내에서 이런 현상을 지배하는 수학적 모델을 유한 차분 수치해법에 의해 콤퓨터로 수치해석을 하였다.
이렇게 해서 얻은 결과를 보면 핵연료가 관속을 흐르는 속도와 핵연료의 온도가 냉각재 관의 용융현상에 상당한 영향을 미침을 알 수 있다.
