什么是流体的定义-定义

根据定义,流体材料根本不具有刚度。流体是一种在施加剪应力下不断变形(流动)的物质。优德app热能工程

流体的定义

流体的定义在物理学中,流体是一种在施加剪应力下不断变形(流动)的物质。流体与固体的区别在于流体不能抵抗剪应力(单位面积切向力)作用下的变形。流体是物质相的子集,包括液体、气体、等离子体,在某种程度上还包括可塑固体。

根据定义,固体材料是刚性的。例如,如果有人要在一块实心的钢块上施加剪应力,在施加极大的应力之前,这块钢块不会开始改变形状。更确切地说,当剪应力首先作用于刚性材料时,它会发生轻微的变形,但当应力消除后,它会恢复到原来的形状。

水相图
水的相图。
来源:wikipedia.org CC BY-SA

一种塑性材料,如粘土,也具有一定的刚性。然而,它屈服的临界剪应力相对较小,一旦超过这个应力,材料就会持续不可逆地变形,并且不会恢复
当应力消除时,它的原始形状。

根据定义,流体材料根本不具有刚度。例如,如果有人要在流体单元上施加剪应力,流体单元就会变形,因为它无法承受任何应用剪应力改变其形状的趋势。此外,施加的应力越大,流体元件的变形就越大。这为我们提供了液体(一般是气体-液体)的特征,将它们与其他形式的物质区分开来,因此我们可以给出一个正式的定义。

流体有两种:液体和气体。这两种流体之间最重要的区别在于它们的相对可压缩性。气体比液体更容易压缩。因此,在气体中,任何涉及压力显著变化的运动,其质量密度的变化通常要比在液体中大得多。

图:绝对压强与水温的函数关系
水:绝对压力作为温度的函数
水:绝对压力作为温度的函数
图:密度与水温的函数关系
图-密度-水温
密度是水温度的函数
图:动态粘度与水温的关系
动态粘度是水温度的函数
图:动态粘度与水温的关系
来源:wikipedia.org CC BY-SA

水作为反应堆冷却剂

水和蒸汽是一种常见的液体吗换热在一次回路(从燃料棒表面到冷却剂流)和二次回路中。它的使用是因为它可用性高的热容,既可以冷却也可以加热。它特别有效地传递热量蒸发冷凝因为它的水非常大的蒸发潜热

缺点是必须使用水慢化反应堆高压一次回路为了保持水分液态为了达到足够的热力学效率。水和蒸汽还会与钢铁和铜等工业中常见的金属发生反应,这些金属被未经处理的水和蒸汽氧化得更快。在几乎所有的火电站(煤、气、核)中,水被用作工作流体(在锅炉、汽轮机和冷凝器之间的闭环中使用)和冷却剂(用于将废热交换到水体中或通过冷却塔的蒸发将其带走)。

水作为慢化剂

中子慢化剂,这在热能反应堆,是用来使中子减速的裂变热能量。核与低质量数据对于这一目的是最有效的,所以慢化剂总是一个低质量数的物质。常用的版主包括常规版主(光)水(大约占世界核反应堆的75%),固体石墨(20%的反应堆)和重水(5%的反应堆)。

在大多数核反应堆中,水是两者一个冷却剂和一个慢化剂。慢化尤其发生在氢原子核上。如遇(A = 1)作为目标核,入射中子可以完全停止-它有最高平均对数能量衰减所有的原子核。另一方面,氢原子核相对较高吸收截面,因此,根据水不是最好的缓和剂调节比例

中子慢化剂-参数

水作为中子屏蔽

中子辐射的屏蔽
水作为中子保护层

由于水的高氢含量和可用性的有效性和共同中子屏蔽。然而,由于氢和氧的原子数很低,水并不是可以接受的抵抗伽马射线的屏障。另一方面,在某些情况下,这种缺点(低密度)可以通过高厚度的水屏蔽来补偿。在中子的情况下,水完全节制中子,但随着中子被氢核吸收产生高能二次伽马射线。这些伽马射线能穿透物质,因此可以增加对水屏蔽层厚度的要求。添加一个硼酸可以帮助解决这个问题(硼核上的中子吸收没有强伽马发射),但导致另一个问题与建筑材料的腐蚀。

参见:中子屏蔽

引用:
反应堆物理和热水力学:
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参见:

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