(GRS-732) Experimentelle Untersuchungen eines diskontinuierlichen Freistrahls in Folge einer Hohlladungseinwirkung bei einer Beförderung von Kernbrennstoffen

Förderkennzeichen 4718R01630

Im Rahmen der Betrachtung von möglichen Risikoszenarien bei der Beförderung von Kernbrennstoffen wurde in diesem Vorhaben ein instationärer partikelbeladener Gas-Freistrahl experimentell untersucht. Dazu wurden gemeinsam mit dem Lehrstuhl für Fluidmechanik der Fakultät für Bio- und Chemieingenieurwesen in den Laboren der TU Dortmund Messaufbauten errichtet und unter Variation der Versuchsparameter Versuche durchgeführt.

Es wurden insgesamt über 300 Einzelversuche mit fünf Variationen der Versuchsparameter unter Verwendung von verschiedenen Messtechniken, welche sowohl eine quantitative als auch eine qualitative Auswertung zulassen, durchgeführt. Mit den Ergebnissen lassen sich Aussagen zum Ausströmverhalten, dem Geschwindigkeitsfeld und dem Einfluss der Partikel auf einen instationären partikelbeladenen Freistrahl treffen.

In diesem Bericht wird gezeigt, dass die Versuche nachvollziehbar und reproduzierbar umgesetzt werden konnten. Es werden analytische Modelle aufgeführt, welche auf Grundlage der experimentellen Daten entwickelt wurden und mit denen sich die zeitabhängige und partikelgrößenabhängige Ausbreitung des Freistrahls berechnen lässt. Außerdem werden die Effekte von Parametervariationen sowie die Wirkung einer im Ausbreitungsgebiet befindlichen Lochblende eingeordnet. Darüber hinaus wird eine Übersicht über die Messergebnisse gegeben, die eine Optimierung und Validierung von numerischen Modellen in Folgevorhaben ermöglicht.