6.2 Size Effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408
6.2.1 Numerical Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408
6.2.2 Transient Phenomenological Analysis . . . . . . . . . . . . . . . 410
6.2.3 Shape and Size of Mixing Region . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413
6.2.4 Mixing Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416
6.2.5 Effect of Particle Size on Stagnant Region . . . . . . . . . . . . 422
6.2.6 Short Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423
6.3 Density Difference and Loading Ratio Effects . . . . . . . . . . . . . . . 424
6.3.1 Simulation Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424
6.3.2 Results and Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 427
6.3.3 The Size of Central Region . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431
6.3.4 Stagnant Condition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432
6.3.5 Retention of Initial Loading Pebbles . . . . . . . . . . . . . . . . 435
6.3.6 Axial Velocity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437
6.3.7 Short Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438
6.4 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441
7 Applications: Pebble Flow Optimizations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443
7.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443
7.2 Wall Structure Optimization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443
7.2.1 Numerical Methods and Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444
7.2.2 Wall Structure Effect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 446
7.2.3 Stagnant Rate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449
7.2.4 Mean Kinematic Energy and Eulerian Velocity . . . . . . . . 451
7.2.5 Extra Dispersion Effect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453
7.3 Flow-Corrective Insert Optimization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454
7.3.1 Numerical Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454
7.3.2 Pebble Bed Without Insert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456
7.3.3 Insert Effect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459
7.3.4 Some Discussions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462
7.3.5 Insert Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465
7.4 Conical Base Optimization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 469
7.4.1 Simulation Setup and Bed Configuration . . . . . . . . . . . . . 471
7.4.2 Simulation Results and Discussions . . . . . . . . . . . . . . . . . 473
7.5 Friction Optimization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 480
7.5.1 Numerical Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481
7.5.2 Particle–Wall Friction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482
7.5.3 Particle–Particle Friction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 487
7.5.4 Criteria for Flow Pattern Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . 489
7.5.5 Friction Control in Practical Pebble Bed . . . . . . . . . . . . . 494
7.5.6 Application in Full-Scale Pebble-Bed Reactor . . . . . . . . . 495
7.6 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 499
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Contents