Исследование пульсаций давления в цилиндрических линейных индукционных насосах

• Автор: Преслицкий, Геннадий Венедиктович
• Шифр специальности: 01.04.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 106 с. : ил.

Глава 1. Анализ локальных и интегральных характеристик ЦЛИН

1.1. Введение в проблему

• 1.2. Обзор работ по структуре течения и неустойчивости

1.3. Предварительные исследования неустойчивости ЦЛИН

1.4. Выводы к главе

Глава 2. Экспериментальное определение границы устойчивой работы ЦЛИН

§ 2.1 Жидкометаллический стенд

2.2 Метрологическое обеспечение стенда

2.3 Вычисление спектров сигналов

2.4 Параметры исследованных режимов

2.5 Р(С>)-характеристики
2.6 Спектры интегральных и локальных характеристик
устойчивой зоны
2.7 Спектры интегральных и локальных характеристик
неустойчивой зоны
2.8 Оценка интенсивности низкочастотных колебаний
2.9 Определение границы устойчивой работы ЦЛИН
2.10 Выводы к главе

Глава 3. Пульсации давления с двойной частотой источника питания в МГД-насосах
3.1. Введение в проблему
3.2. Расчетная модель
• 3.3. Индукция первичного магнитного поля
3.4. Электромагнитное давление и пульсации давления
• с двойной частотой источника питания
3.5. Выводы к главе
Заключение
Список литературы

Актуальность проблемы. В настоящее время магнитогидродинамические (МГД) машины применяются в различных отраслях промышленности, там, где необходимы транспортировка, дозированная подача, перемешивание жидких металлов, таких как щелочные металлы, алюминий, ртуть, свинец и т.д. [1-4]. Особое место занимают электромагнитные насосы (ЭМН) для перекачивания жидкометаллических теплоносителей в атомных реакторах на быстрых нейтронах. В НИИЭФА им. Д.В.Ефремова работы по созданию таких насосов начали проводиться в начале 50-х годов прошлого столетия в связи с принятием в нашей стране программы создания реакторов на быстрых нейтронах. С этих пор и до настоящего времени НИИЭФА является основным разработчиком и изготовителем ЭМН для быстрых реакторов и экспериментальных стендов для отработки элементов таких реакторов. Особые технологические преимущества ЭМН: отсутствие вращающихся частей; полная герметизация проточного тракта без каких-либо уплотнений; легкость регулирования расхода и простота обслуживания - позволяют им конкурировать с механическими насосами. Во вспомогательных контурах быстрых реакторов, используемых для заполнения, слива, очистки жидкого металла, промывки тепловыделяющих сборок, преимущественно используются ЭМН. Имеется также положительный опыт их эксплуатации в основных контурах быстрых реакторов. Они эксплуатируются в исследовательских и теплофизических стендах, исследовательских реакторах БР-10, ИБР-2, во вспомогательных системах полупромышленных и промышленных реакторов на быстрых нейтронах БОР-60, БН-350, БН-600 [5]. Наибольшее применение на АЭС имеют трехфазные линейные индукционные насосы типа ЦЛИН (цилиндрический линейный индукционный насос) и ВИН (винтовой индукционный насос). Успешно работали в первом и втором контурах реактора БР-10 четыре ЭМН типа ЦЛИН-3/150 при температуре натрия 350°С,
По результатам измерений вычислялись амплитудные значения индукции. Измерения ЭДС точечных рамок Вц-НВз9 были разбиты на три группы: Вц^В«, В2ГВ29, В31+В39. Группы опрашивались поочередно, причем каждая по схеме, принятой для ИИС2. Для каждой рамки приходилось по 50 измерений на два периода ЭДС. Делалось 10 пакетов таких измерений с последующим вычислением амплитудных значений индукции и усреднением по всем измерениям.
2.3. Вычисление спектров сигналов
Преобразование Фурье - одна из наиболее распространенных процедур, применяемых при обработке сигналов. Однако в практике исследований ЭМН, даже в части изучения их неустойчивой работы, проявляющейся в колебаниях характеристик, этот метод пока не применялся. Вместе с тем понятно, что сопоставление результатов исследований, оценка степени интенсивности процессов и определение границ режимов работы ЭМН практически не возможны без их числовой оценки. В настоящей работе оценка состояния МГД - процесса выводится из анализа спектров локальных давлений.
Под спектром сигнала обычно понимают функцию, отражающую зависимость степени интенсивности гармоник сигнала от их частоты [52]. Известно, что всякая периодическая функция (^„(0), удовлетворяющая условиям Дирихле (т.е. ограниченная, кусочно-непрерывная и имеющая на протяжении периода конечное число экстремальных значений) может быть представлена рядом Фурье:
?,«)= ЕС/»' ,

где 1 - время, 1^=1 Т) - период функции фп(Х), совокупность величин Ск -спектр амплитуд, причем спектр дискретный: