Avances en Simulación CFD de Flashing para Análisis de Seguridad Nuclear con OpenFOAM

Abstract

En el análisis de seguridad nuclear, el fenómeno de flashing es especialmente relevante debido a su importancia en accidentes de pérdida de refrigerante. El flashing ha sido estudiado a fondo mediante experimentos y simulaciones con códigos de sistema, pero la simulación a través de dinámica de fluidos computacional (CFD) todavía se encuentra en una etapa prematura. En este trabajo se utilizó el modelo Euleriano de dos-fluidos en el entorno de OpenFOAM para resolver cuatro ensayos experimentales de flashing, ajustando parámetros del modelo computacional, como ser los submodelos interfaciales de transferencia de masa, momento y energía, el diámetro de burbuja, etc. Para representar las propiedades termofísicas se implementaron polinomios, tablas (IAPWS-IF97) para el agua y el vapor. Para este último también se evaluó la aproximación como gas ideal. Se concluyó que el modelo desarrollado es adecuado para simular problemas de despresurización rápida. Los principales errores se observaron en la estimación de la fracción de vació, mientras que la caída de presión y temperatura se modeló correctamente.