Моделирование сложных процессов тепломассообмена в элементах энергетического оборудования

• Автор: Яньков, Георгий Глебович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 399 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОСНОВЫ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССОВ

ТЕПЛОМАССООБМЕНА В ИССЛЕДУЕМЫХ КОНСТРУКЦИЯХ

1 Л. Уравнения сохранения массы, импульса и энергии для проницаемой пористой гетерогенной среды

1.2. Модель турбулентного обмена в областях, свободных

от твердой фазы (б = 1)

1.3. Пакет прикладных программ ANES

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ В КРИОГЕННОМ ОБОРУДОВАНИИ В РЕЖИМАХ ЗАХОЛАЖИВАНИЯ

2.1. Захолаживание сверхпроводящей магнитной системы (СПМС) погружного типа

2.1.1. Краткий анализ предшествовавших исследований
2.1.2 Постановка задачи и результаты исследований
процессов в имитаторе СПМС
2.1.3. Результаты исследования гидродинамических и
температурных полей в предпроектных вариантах
СПМС МГДЭС
2.2. Захолаживание гелиевых криостатов большой емкости
2.2.1. Краткий анализ предшествовавших исследований
2.2.2. Постановка задачи, математическая модель исследуемых процессов, тестирование программных средств
2.2.3. Результаты исследования процессов
в модельном криостате
2.2.4. Исследование гидродинамических и температурных
полей в гелиевых криостатах большой емкости
2.3. Захолаживание криогенных топливных
баков летательных аппаратов
2.4. Выводы к главе
ГЛАВА 3. НЕСТАЦИОНАРНЫЕ ПРОЦЕССЫ ТЕПЛОМАССООБМЕНА
В КРИОГЕННЫХ ТОПЛИВНЫХ БАКАХ В РЕЖИМАХ
БЕЗ ДРЕНАЖНОГО ХРАНЕНИЯ ТОПЛИВА
3.1. Описание методики и результаты расчета бездренажного хранения азота в модельном баке
3.2. Результаты расчета процессов тепломассообмена при бездренажном хранении водорода
3.3. Выводы к главе
ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛООБМЕНА
В ФИЛЬТРАЦИОННОЙ ЗОНЕ РУДНО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕЧИ
ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРА
4.1. Физическая постановка задачи

4.2. Математическая постановка задачи
4.3. Результаты расчетов процессов теплообмена
4.4. Выводы к главе
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОМАССООБМЕНА
В ЭЛЕМЕНТАХ ОБОРУДОВАНИЯ АЭС
5.1. Моделирование процессов в ВТО системы аварийного расхолаживания РУ БН
5.1.1. Краткое описание конструкции и исследованных режимов работы ВТО
5.1.2. Математическая модель ВТО
5.1.3. Результаты расчетов процессов теплообмена
5.2. Моделирование процессов в осушенной активной
зоне ВВЭР-1000 на начальной стадии запроектной аварии
5.2.1. Краткая характеристика компьютерных кодов для моделирования состояния активной зоны энергетических реакторов в аварийных условиях
5.2.2. Общие сведения о коде ANCOR
5.2.3. Модели макроуровня
5.2.4. Математическая модель микроуровня (модель представительного твэла)
5.2.5. Результаты методических расчетов и тестирования деформационных моделей
5.2.6. Результаты методических и тестовых расчетов процессов окисления оболочек твэлов
5.2.7. Тестирование взаимосвязей моделей
и программных средств микроуровня кода ANCOR
5.2.8. Численное моделирование эксперимента CORA/W2
5.2.9. Результаты численного моделирования физико-химических процессов в осушенной активной
зоне ВВЭР-1000 в условиях запроектной аварии
5.3 Выводы к главе
ГЛАВА 6. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА В МЕТАЛЛОГИДРИДНЫХ СИСТЕМАХ АККУМУЛИРОВАНИЯ И
ОЧИСТКИ ВОДОРОДА
6.1. Анализ экспериментальных и теоретических исследований процессов тепломассопереноса в водородопоглощающих средах
6.1.1. Общие закономерности взаимодействия СНВ
с водородом
6.1.2. Кинетика взаимодействия СНВ с водородом
6.1.3. Эффективная теплопроводность фаз
6.1.4. Межфазный теплообмен «твердые частицы—газ»
6.1.5. Коэффициент проницаемости засыпки
6.1.6. Расчетно-теоретические исследования процессов тепломассообмена в аккумуляторах водорода

6.1.7. Влияние газовых примесей на процесс
сорбции водорода
Выводы
6.2. Математическая модель процессов тепломассопереноса в
металлогидридном картридже
6.2.1. Основные уравнения математической модели
6.2.2. Замыкающие соотношения математической модели
6.3. Результаты расчетов процессов тепломассопереноса в металлогидридных системах аккумулирования
и очистки водорода
6.3.1. Результаты тестовых расчетов
6.3.2. Результаты исследований процессов абсорбции в
цилиндрическом металлогидридном реакторе ИВТ РАН
6.3.3. Влияние неабсорбируемых газовых примесей
на скорость сорбции
6.3.4. Режим короткоцикловой абсорбции
6.3.5. Исследование эффективности оребрения
активного объема реактора
6.3.6. Исследование процессов тепломассообмена в
кожухотрубном реакторе ОИВТ РАН
Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИ Л ОЖЕНИ Е 1. Соотношения для замыкания системы
уравнений (5.1)—(5.5)
Геометрические характеристики пористой структуры
Коэффициент межфазной теплоотдачи
Коэффициент проницаемости
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Коэффициенты проницаемости и межфазной
теплоотдачи для пучка стержней треугольной компоновки
Коэффициенты проницаемости в направлениях
осей координат г
Коэффициент проницаемости в направлении
координатной оси я
Коэффициент межфазной теплоотдачи
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. «Стандартная» модель радиационного обмена
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Методика расчета средних угловых коэффициентов излучения в экспериментальной сборке СО!1А/У2

= -йщ = - т,),
где а; — коэффициент межфазной теплоотдачи.
Выбор величины и* нуждается в отдельных пояснениях. Как отмечается в [13], проблема задания и* связана с разделением энергетического эффекта фазового перехода между фазами и требует своего разрешения из дополнительных соображений для любой двухтемпературной среды. Следуя [13], мы будем считать, что для смеси газа с конденсированной фазой из-за существенно более высокой теплопроводности конденсированной фазы теплоту фазового перехода выделяет или затрачивает именно конденсированная фаза. В этом случае
и1=их,(р,Тха1(р))-
С учетом сделанных допущений уравнения (1.11) и (1.12) можно записать в виде
э(вр°А)

+ уер1и8Н8) = ~У-ё3 + а38А(т,-Т8)-'£туН;, 0-13)
а((1-в)Рд°я,)

:-V е5 + ацАц(т5 -Т8) + 0 14)

+ (1Л5)

=-(1-е)т;+гас), (1.16)
где Нёи Н; — удельные энтальпии фаз, //* — энтальпия компонента газовой смеси, претерпевающего фазовый переход, на фазовой границе.
В рассматриваемых далее задачах фазовый переход может претерпевать только один из компонентов газовой фазы: кислород при окислении циркониевых оболочек твэлов и водород при его абсорбции или десорбции интерметаллическими соединениями.