混合与热分层现象经常出现在有内部热源的大空问内。对于核电厂,安全壳内空间较大,在出现破口事故后,例如LOCA(失水事故)或者MSLB(主蒸汽管道破裂事故)等,有可能出现热分层现象,该现象对于安全壳的对外散热性质有着很重要的影响。对于AP1000反应堆而言,非能动安全壳冷却系统是向环境释放热量的重要途径,所以能够准确预测出大型分层空间内的温度、密度等分布,对反应堆最优化设计和事故分析非常重要。目前分析安全壳内温度场分布情况主要依靠一些计算软件,而这些软件大都存在计算精度差、计算时间长等多种问题,亟需改进。对软件计算的可靠性进行评价和拓展软件适用范围,以及开发出更精准的计算模型,就必须依赖试验数据作为一个强有力的技术参考。安全壳内发生LOCA/MSLB事故时,破口喷射的直径、位置、角度、流量、温度等都可能会对安全壳内混合和热分层造成影响。本课题通过搭建一个可视化的披璃安全壳试验台架模拟反应堆在LOCA/MSLB事故工况下,破口喷射引起的安全壳内的混合对流传热现象。玻璃安全壳内充满密度较大的盐水,在其底部布置一根细喷管向安全壳内注入染色水来模拟LOCA/MSLB事故工况下破口喷射。通过观察染色剂的流动来研究安全壳内破口喷射引起的流动混合和分层形成过程。此外,本文还对喷口高度、水平位置、流量、流体温度等因素对分层的影响进行实验研究,并且与数值模拟结果进行对比分析。