Результаты исследований и обобщения характеристик теплообмена при продольном обтекании поверхностей тяжелыми жидкометаллическими теплоносителями

• Автор: Новожилова, Ольга Олеговна
• Шифр специальности: 05.04.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 212 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Перечень сокращений, условных обозначений

Введение
Глава 1. Основные свойства свинцового и свинец-висмутового теплоносителей и их применение в атомной энергетике. Аналитический обзор

1.1 Физико-химические свойства свинца и эвтектики свинец-висмут

1.1.1 Свинец

1.1.2 Эвтектика свинец-висмут

1.2 Примеси в контурах со свинцовым и свинец-висмутовым теплоносителями и их влияние на характеристики контура

1.3 Область применения свинцового теплоносителя и его сплавов в атомной энергетике

Глава 2. Исследования теплообмена в жидких металлах. Аналитический обзор
2.1 Полуэмпирические теории теплообмена
2.1.1 Теплообмен к тяжелым жидкометаллическим теплоносителям при течении в круглых трубах
2.1.2 Теплообмен к тяжелым жидкометаллическим теплоносителям при течении в кольцевых каналах (щелях)
2.2 Экспериментальные исследования без контроля и регулирования
содержания примесей в теплоносителе и контуре
2.2.1 Экспериментальные исследования без контроля и регулирования содержания примесей в теплоносителе и контуре при течении в круглой трубе
2.2.2 Экспериментальные исследования без контроля и регулирования содержания примесей в теплоносителе и контуре при течении в кольцевом зазоре
2.3 Экспериментальные исследования при контроле и регулировании примесей в теплоносителе и в контуре
2.3.1 Экспериментальные исследования характеристик теплообмена при контроле и регулировании примесей в теплоносителе и в контуре при течении в трубе
2.3.2 Экспериментальные исследования характеристик теплообмена при контроле и регулировании примесей в теплоносителе и в контуре при течении в кольцевом зазоре
2.4 Постановка задач исследований
Глава 3. Совмещенные экспериментальные исследования характеристик теплообмена на «горячих» и «холодных» поверхностях при регулировании содержания примесей в контуре (продольное обтекание)
3.1 Общие положения
3.2 Описание экспериментального стенда
3.3 Описание теплоотводящего и теплоподводящего экспериментальных участков
3.4 Программа и методика экспериментов
3.5 Результаты экспериментальных исследований локальных характеристик теплообмена на теплоподводящих и теплоотводящих поверхностях
3.5.1 Последовательность и характеристика исследований
3.5.2 Результаты экспериментальных исследований локальных значений характеристик теплообмена
3.5.3 Результаты исследования профилей температур при различных режимных параметрах
3.6 Выводы по главе 3
Глава 4. Экспериментальные исследования полей температур и скоростей в потоках свинцового и свинец-висмутового теплоносителей при контроле и регулировании содержания примесей
4.1 Общие положения
4.2 Совмещенные поля температур и скоростей потока свинцового теплоносителя в кольцевом зазоре
4.2.1 Описание экспериментального стенда
4.2.2 Описание экспериментального участка
4.2.3 Программа и методика испытаний
4.2.4 Результаты исследований полей скоростей и температур в кольцевом зазоре в потоке свинцового теплоносителя при контроле и регулировании
содержания примесей
4.3 Совмещенные поля температур и скоростей потока эвтектики свинец-висмут в канале круглого сечения
4.3.1 Описание экспериментального стенда
4.3.2 Описание экспериментальных участков
4.3.3 Программа и методика испытаний
4.3.4 Результаты исследований полей скоростей и температур в канале круглого сечения при контроле и регулировании содержания
примесей
4.3 Выводы по главе
Глава 5. Сопоставление формул для определения характеристик
теплообмена в круглых трубах и кольцевых зазорах обтекаемых тяжелым
жидкометаллическим теплоносителем
5.1 Сравнение расчетно-теоретических и экспериментальных выражений характеристик теплообмена к тяжелым жидкометаллическим теплоносителям
5.2 Особенности обработки экспериментальных данных при исследованиях характеристик теплообмена в ТЖМТ

2.2 Экспериментальные исследования без контроля и регулирования содержания примесей в теплоносителе и контуре
Основная часть исследований проводилась в 60-80— годы прошлого столетия и в последующем резко сократилась. В конце прошлого и начале этого веков экспериментальные исследования теплообмена ТЖМТ, прежде всего, свинцового теплоносителя возобновились на усовершенствованной технологической и методической базе.
2.2.1 Экспериментальные исследования без контроля и регулирования содержания примесей в теплоносителе и контуре при течении в круглой трубе
Экспериментальные данные по теплоотдаче от стенки круглой трубы к тяжелым теплоносителям без контроля содержания примесей в контуре подробно представлены в работах [21 - 23].
Наиболее полно анализ экспериментальных данных по теплоотдаче в круглых трубах при течении жидких металлов проведен Жуковым A.B. [19].
В работе [22], проведенной без специальной очистки жидких металлов, были получены низкие коэффициенты теплоотдачи и предложены формулы Nu = 3,3 + 0,014Ре0,8, (2.17)
Nu = 5 + 0,002 LPe0,8, (2.18)
(для окисленных поверхностей теплообмена и технических труб);
Nu — 5 + 0,014Ре0,8, (2.19)
(для чистых поверхностей теплообмена).
Качественно с формулой (2.19) согласуются результаты, представленные в работах М.Х. Ибрагимова, В.И. Субботина, П.А. Ушакова и др. Во всех этих исследованиях чистота жидкого металла, по-видимому, была невысокой. Т.о. представленные данные характеризуют собой группу с