Совершенствование модели расчета закризисного теплообмена для компьютерных программ по расчету теплогидродинамики в ВВЭР

• Автор: Парамонова, Ирина Львовна
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 129 с. : ил.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ОБЛАСТИ
ЗАКРИЗИСНОГО ТЕПЛООБМЕНА
1.1 Условия возникновение режимов закризисного теплообмена в
водо-водянных энергетических реакторах
1.2 Общее представление о кризисах теплоотдачи
1.3 Закризисный теплообмен
1.4 Модели для расчета теплоотдачи в закризисной области
1.5 Замыкающие соотношения двухжидкостных моделей
двухфазных потоков
1.5.1 Карты режимов течения и теплообмена
1.5.2 Моделирование теплового взаимодействия фаз со стенками
канала
1.5.2.1 Расчет теплоотдачи при обращенном кольцевом режиме
течения
1.5.2.2 Расчет теплоотдачи при дисперсном режиме течения
1.5.3 Расчет межфазной поверхности
Выводы по главе. Постановка задачи исследования
2 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МОДЕЛИ РАСЧЕТА
ТЕПЛООБМЕНА ПРИ ОБРАЩЕННОМ КОЛЬЦЕВОМ РЕЖИМЕ ТЕЧЕНИЯ ПАРОВОДЯНОГО ПОТОКА
2.1 Решение задачи о распределении температуры в пристенном
слое пара
2.1.1 Ламинарный поток пара
2.1.2 Турбулентный поток пара
2.2 Учет изменения температуры по толщине парового слоя
2.3 Сводка расчетных формул
Выводы по главе
3 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ТЕПЛООБМЕНА ПРИ ДИСПЕРСНОМ РЕЖИМЕ ТЕЧЕНИЯ ПАРОВОДЯНОГО

ПОТОКА
3.1 Базовая методика расчета теплообмена при дисперсном
режиме
3.2 Введение поправки на испарение капель в формулу для степени
неравновесности дисперсного потока
3.3 Расчетная оценка среднего размера капель в дисперсном потоке 70 Выводы по главе
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОВЕРКИ
ПРЕДЛОЖЕННЫХ МЕТОДИК
4.1 Отбор данных для проверки методик
4.2 Исходные данные для моделирования обращенного кольцевого
режима течения
4.2.1 Эксперименты Чена
4.2.2 Экспериментальные данные Стюарата, Лапперье
4.2.3 Экспериментальные данные Idaho National Engineering
Laboratory (INEL)
4.3 Исходные данные для моделирования дисперсного режима
течения
4.3.1 Эксперименты Тарасовой, Арманда и Конькова
4.3.2 Эксперименты Миропольского
4.3.3 Эксперименты Маринова, Кабанова
4.3.4 Эксперименты Беннета
4.3.5 Эксперименты Королевского технологического института
(Royal Institute of Technology)
5 РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ
5.1 Результаты расчетов по усовершенствованной модели в
обращенном кольцевом режиме течения
5.2 Выбор величины шага интегрирования по длине в расчетных
кодах
5.3 Результаты расчетов по методике в дисперсном режиме
течения
5.4 Сравнение среднего размера капель, полученного по методике для дисперсного потока, с расчетами по корреляциям

различных авторов
Выводы по главе
6 СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОГРЕШНОСТИ РАСЧЕТОВ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список сокращений и условных обозначений
Список использованных источников
Приложение А
Приложение Б

дисперсно-кольцевым режимом пар, имеющий температуру насыщения, отделен от греющей стенки пленкой кипящей жидкости. Капли в потоке пара находятся в термодинамическом равновесии с ним и практически не испаряются, но могут дробиться или коагулировать.
С ростом паросодержания при постоянной массовой скорости потока толщина пристенной пленки жидкости постоянно уменьшается вследствие испарения и срыва капель с гребней волн на её поверхности. Часть капель из ядра потока выпадает обратно на пленку, подпитывая ее. Когда ее толщина становится настолько малой (микропленка), что на поверхности исчезают волны, наблюдается кризис гидравлического сопротивления. Дальнейшего срыва капель паром не происходит.
Интенсивность теплообмена остается достаточно высокой, пока на стенке сохраняется сплошная жидкая пленка. Перед исчезновением пленка разрушается на отдельные «ручейки».
Существует зона испарения, характеризующаяся появлением хаотичных «сухих пятен». Возникает область переходного кипения, которая характеризуется колебаниями коэффициента теплоотдачи, а следовательно, и температуры стенки. Сечение канала (рисунок 1.11), в котором пленка жидкости исчезает, соответствует кризису теплообмена второго рода и началу зоны ухудшенного теплообмена. Соответствующее паросодержание потока называется граничным хгр согласно Дорощуку [28,29].
Зона ухудшенного теплообмена характеризуется передачей тепла от стенки к каплям жидкости через пар.
Схема возможного взаимодействия капель со стенкой парогенерирующего канала в дисперсном режиме течения показана на рисунке 1.12.