В ядерных энергетических установках с газообразным теплоносителем в качестве рабочей среды может использоваться смесь гелия с тяжелым инертным газом (например, ксеноном). Для исследования влияния эффектов термодиффузии на тепловые характеристики активной зоны был проведен расчет течения и теплообмена в модельной сборке имитаторов твэлов.

В качестве расчетной области была выбрана ячейка симметрии сборки. Использовались неструктурные сетки кода с числом ячеек 1.2 млн.

На рисунке 1 показаны поля температуры в межтвэльном пространстве (масштаб по оси z уменьшен в 10 раз), на рисунке 2 - поля массовой доли гелия, на рисунке 3 - распределения среднего по окружности твэла коэффициента теплоотдачи вдоль оси твэла с учетом и без учета эффекта термодиффузии.

 Рисунок 1 - Поле температуры теплоносителя

 
Рисунок 2 - Поле массовой доли гелия в смеси

 
Рисунок 3 - Зависимость среднего по окружности коэффициента теплоотдачи по длине имитатора твэла