凝华固化收料方法是供取料系统工艺中最常用的方法,该方法利用了UF₆气体在温度达到三相点以下时可以直接凝华成固体的相变特性,将UF₆气体直接收集到置于低温环境下的标准容器内,具有易操作性。工程上为了提高UF₆容器的固体沉积速率,对其操作方式一直在进行研究改进,但目前的研究方法局限于试验测试与稳态传热分析。本论文采用了数值模拟的方法,对8L冷凝容器内UF₆气体凝华传热过程进行了数值模拟。为预测冷凝容器内UF₆气体的凝华传热过程,借鉴结霜领域的数值计算模型,提出了适用于UF₆气体凝华传热数值计算模型。利用成核理论中气体过冷度决定相变速率的原理,建立了由气体密度、温度及压强对应的饱和温度来计算的凝华传质速率,并加入了由气体速率决定的凝华判据。计算得到了凝华传热过程中容器内平均压强、温度、固体料层生长形貌及容器壁面的平均热流密度等物理量随时间的变化。为了考察工作条件对冷凝容器内UF₆气体凝华传热过程的影响,本论文设置了4个工况进行数值模拟,模拟工况的变量有两个,分别为:容器初始压强1000Pa、4000Pa,容器壁面温度103.15K,153.15K。计算结果表明,增大容器的初始压强,可以在收料初期提高容器内的固体沉积速率,但与此同时,容器壁面的热流密度较大,因而对冷箱的制冷要求更高;降低容器壁面温度,收料初期容器内的固体沉积速率会较高,但当容器内固体料层厚度增大到一定程度后,固体料层的浅层区域固体沉积速率降低,最终得到的固体质量也稍小于对比工况,同时该工况下容器内压强较低,有利于保证孔板处气体的最大流量。计算结果在冷凝容器的冷凝能力分析和运行控制中具有一定的参考价值。