Метод теплогидравлического расчета активных зон реакторов АЭС и модельных сборок на основе применения обобщенных переменных Прандтля-Мизеса

• Автор: Чусов, Игорь Александрович
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Подольск
• Количество страниц: 281 с. : 9 ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ХАРАКТЕРНЫЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА ТЕПЛОГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ЯДЕРНЫХ РЕАКТОРАХ
1.1. Метод локальных параметров
1.2. Поканальная методика (метод ячеек)
1.3. Метод изолированного канала
1.4. Модель пористого тела
1.5. Методы расчета многокомпонентных течений
1.6. Выводы
ГЛАВА 2. ПРИМЕНЕНИЕ ОБОБЩЕННОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПРАНДТЛЯ-МИЗЕСА ДЛЯ РАСЧЕТА ТЕПЛОГИДРАВЛИКИ АКТИВНЫХ ЗОН ЯДЕРНЫХ УСТАНОВОК
2.1. Общие соображения
2.1. Физические допущения, применяемые при использовании обобщенного преобразования в задачах ядерной энергетики
2.2. Численное решение
2.3. Расчетно-экспериментальный метод нахождения коэффициентов турбулентного обмена
2.4. Сравнение результатов численного решения с опытными данными
2.5. Получение аналитического решения
2.6. Верификация численного и аналитического решения
2.7. Выводы
ГЛАВА 3. РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ГАЗОДИНАМИКИ ГЕТЕРОГЕННОЙ СТРУЙНОЙ МИШЕНИ
3.1. Обоснование выбора газодисперсной струйной мишени
3.2. Постановка задачи и исходные уравнения
3.3. Применение обобщенного преобразования
3.4. Численное решение и результаты расчета
3.5. Аналитическое решение для неизотермической газоднсперсной струи

3.6. Расчет теплообмена с учетом энерговыделения и определение длины рабочей
камеры мишени
3.7. Расчет выхода нейтронов
3.8. Выводы
ГЛАВА 4. ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА РАСЧЕТА ТЕПЛОГИДРАВЛИКИ РЕАКТОРОВ КОРПУСНОГО ТИПА С ЛЕГКОВОДНЫМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ141
4.1. Постановка задачи
4.2. Обобщенное преобразование Прандтля-Мизеса
4.3. Особенности методики расчета
4.4. Методика нахождения коэффициентов турбулентного обмена
4.5. Приближенное аналитическое решение
4.6. Результаты вариантных расчетов
4.7. Выводы
ГЛАВА 5. РАСЧЕТ БЛОКИРОВКИ ЭЛЕМЕНТОВ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ СБОРОК
5.1. Модельный эксперимент и исходные данные для верификации
5.2. Методика расчета
5.3. Нахождение величины коэффициента турбулентного обмена
5.4. Блокировка части ТВС. Результаты верификации
5.5. Выводы
ГЛАВА 6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТУРБУЛЕНТНОГО ПЕРЕНОСА ДЛЯ ТЯЖЕЛОГО ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКОГО ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В МОДЕЛЬНОЙ СБОРКЕ РЕАКТОРА БРЕСТ-ОД
6.1. Общие сведения о реакторной установке БРЕСТ-ОД-ЗОО
6.2. Модельная сборка и особенности проведения экспериментов
6.3. Постановка задачи
6.4. Применение обобщенного преобразования
6.5. Численное решение. Методика нахождение константы турбулентности
6.7. Результаты расчета теплогидравлических режимов
6.8. Приближенное аналитическое решение
6.9. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

турбулентности, в настоящее время, de facto является основным инструментом для расчета сложных турбулентных течений. В к - е модели коэффициент турбулентной вязкости выражается через кинетическую энергию турбулентных пульсаций к и скорость диссипации кинетической энергии турбулентности s с помощью соотношения Колмогорова /22/:
<ы8>
где Cv =0,09 - константа.
Для определения кинетической энергии турбулентности и скорости ее диссипации используют два дифференциальных уравнения второго порядка /20, 25, 26/:
ЩР- + V (fiUк) = V (р + у Vkj + Рк + РкЬ - ре, (1.19)
fpjp + V (pUe) = V ((р + + £- (CM + Pfcb) - Ca2pe), (1.20)
где Рк - генерация напряжений Рейнольдса за счет градиента средней скорости; Ркь - генерация турбулентности за счет действия сил плавучести определяемые как
Рк = ptVl/ (VI/ + VUr) - 2- V I/(3ptV U + рк), РкЬ=-~рРдЧи.

Константы, входящие в (1.19) и (1.20) табулированы и приведены, например в /26/. Вместе с тем, при проведении практических расчетов различные авторы изменяют их величины, с целью достижения наилучшего согласия между расчетом и экспериментом /36,37/.
К настоящему времени разработаны к - е модели для высоких чисел Рейнольдса и к - е модели для низких чисел Рейнольдса. Их принципиальное отличие заключается в том, что в модели для высоких чисел Рейнольдса решение в пристенном слое проводится с помощью алгебраических «законов стенки» для