Моделирование пространственного распределения примесей в парогенерирующих каналах оборудования АЭС и ТЭС

• Автор: Джахан Фарниа Голам Реза
• Шифр специальности: 05.14.03, 05.14.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 152 с. : ил.

содержание у пористость

ЧИСЛА ПОДОБИЯ

число Фурье число Нусссльта число Пекле число Прандтля число Шмидта число Шервуда

ИНДЕКСЫ И ДРУГИЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

относящийся к воде

относящийся к пару

Т температура р давление вид видимый вп вязкий подслой вх входной вых выходной

Рг
БИ
дифф диффузионный ион ионный ж жидкость конв конвективный м Магнус мол молекулярный нк начало кипения ос осаждение ОТ отрывной б насыщенный нед недогретой пар пар пл пленочный с на стенке я ядро потока
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Согласно предложенной им гипотезе, концентрации примесей в котловой воде непосредственно у поверхности нагрева могут в десятки раз превышать концентрации в толще котловой воды. Под пузырьками пара до момента их отрыва от поверхности нагрева возникает местный перегрев стенки; в результате чего температура в этой зоне превысит температуру кипения насыщенных растворов. Для тех растворов, у которых температура кипения заметно выше температуры кипения воды (например, для ИаС! По мнению Холла при больших тепловых нагрузках, особенно при высоких давлениях, частота образования пузырьков настолько велика, что слой отложений, возникающий под пузырьком пара, не успевает раствориться в воде за короткий промежуток времени между отрывом одного пузырька и появлением другого. Гипотеза Холла с тех пор неоднократно критиковалась, и в настоящее время, по-видимому, не может считаться сколько-нибудь удовлетворительной. Так, М. Другой механизм процесса распределения и изменения концентрации примесей дает гипотеза Хемига и Класса (ФРГ) [3], согласно которой паровые пузыри, возникающие в пограничном слое у стенки трубы, отделяются от нее и собираются в середине трубы. Возникающая вследствие испарения потеря воды в пограничном слое непрерывно пополняется, поэтому в парообразующей трубе существует составляющая потока, направленная радиально к стенке трубы. Этот радиальный поток непрерывно переносит примеси к стенке трубы. При испарении в пограничном слое большая часть примеси остается в воде, что обуславливает накопление примеси вблизи стенки трубы. Накопление примеси в пограничном слое протекает, однако, не беспредельно, так как имеет место постоянный обратный перенос примеси из обогащенного пограничного слоя к середине трубы благодаря диффузии. Кроме того, отделяющиеся пузырьки пара уносят примеси в своей жидкостной оболочке. На основании этой гипотезы, Хемиг пришел к выводу, что при достаточном возрастании тепловой нагрузки можно достигнуть больших значений концентрации примеси в пограничном слое, даже при низких давлениях. Этот вывод подтверждается тем фактом, что явление прятания примеси наблюдалось в котлах Велокс» при давлении атм. Иногда процессы изменения концентрации примесей связываются с образованием легкорастворимых отложений при высоких тепловых нагрузках с последующим их растворением при снижении нагрузки. Это предположение не обладает достаточной общностью, поскольку выброс и прятание наблюдаются для примесей, концентрация которых в воде на порядки ниже предельной. Достаточно очевидно, что образование отложений связано с повышением концентрации примесей вблизи стенки. В. И. Горбуровым выдвигалась идея о макро- микрораспределении концентрировании примесей в трубе за счет двумерных эффектов, но без выделения пограничного слоя как такового. Эта гипотеза была исследована в диссертационной работе распределениях скорости воды и концентрации примесей концентрирование может достигать и более раз. В то же время, гипотеза не дает объяснений тому, откуда возникает такое распределение концентраций и может рассматриваться лишь как качественное толкование. Дополнительное исследование этой модели было проведено также А. А. Хлебниковым [4], который сравнивал ее с моделью на основе гипотезы о концентрировании примесей в пограничном слое. В продолжении в работе С. Е. Катковского [5] гипотеза о концентрировании примесей в пограничном слое также была впервые выдвинута Горбуровым, разрабатывалась автором в своей магистерской диссертации и Хлебниковым в кандидатской диссертации [4], в которой также представлен большой экспериментальный материал. Эта гипотеза имеет много общего с гипотезой Хсмига, хотя и была выдвинута Горбуровым независимо. Основное различие заключается в выделении особой роли вязкого подслоя, в пределах которого в основном происходит концентрирование примесей, в то время как Хемиг рассматривает изменение концентрации по радиусу трубы в целом. Кроме стационарных моделей, С. Хлебниковым также были исследованы процессы пссвдохайдаута и их взаимосвязь с хайдаутом (в точечном нестационарном приближении).