Нестационарный теплообмен в кольцевом канале

• Автор: Калинин, Евгений Игоревич
• Шифр специальности: 05.14.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 267 c. : ил

1.Современное состояние вопроса.

1.1. турбулентное течение теплоносителя в кольцевом канале.

1.2. Теплообмен в кольцевом канале.

2. Теоретическое исследование стационарного конвективного теплообмена в кольцевом канале.

2.1.Постановка задачи.

2.2.Каче с тве нный анализ.

2.3. Модель турбулентного потока.

2.4. Численное решение.

2.5. Построение расчетных формул.

3. Теоретическое исследование нестационарного конвективного теплообмена в кольцевом канале при

переменной во времени тепловой нагрузке.

3.1.Постановка задачи.
3.2.Качественный анализ.
3.3. Численное решение.
3.4. Построение расчетных формул.
4. Теоретическое исследование нестационарного конвективного теплообмена в кольцевом канале при
переменном во времени расходе теплоносителя.
4.1. Постановка задачи.
4.2.Качественный анализ.
4.3.Численное решение.
5.Теоретическое исследование нестационарного сопряженного теплообмена в кольцевом канале при
переменном во времени тепловыделении в стенках. Ю2
5.1.Постановка задачи.
5.2.Качественный анализ.
5.3.Числеиное решение.
5.4.Построение расчетных формул. 4 6.Экспериментальное исследование нестационарного
теплообмена в кольцевом канале. П
6.1.Задачи экспериментального исследования.
6.2.Описание экспериментальной установки.
6.3.Аппаратура и измерительные схемы.
6.4.Оценка погрешностей измерения.
6.5.Методика проведения экспериментов и обработка опытных данных.
6.6.Результаты экспериментального исследования и сравнение с теоре тиче скигли данными.
7.Методика прямого перенесения данных по теплообмену в кольцевых каналах на теплообмен в пучках стержней.
7.1.Постановка задачи.
7.2.Вывод основных соотношений.
7.3.Методика расчета нестационарного теплообмена в канале реактора типа ВВЭР.
7.4. Числе иное реше ни.
Выводы.
Литература


Радиус максимальной скорости Ус является характерным параметром кольцевого канала, и точность определения Ус влияет на точность расчета теплообмена. Брайтон и Джонс , наоборот, не отмечается. Но в области умеренных значений чисел Ре 4 х Ю3 4 3 х Ю6 , по данным того же Гребера, влияние числа Ре на Ус можно не учитывать. Формула 1. Хороше соответствие опытным данным значений Ус рассчитанных по этой формуле рис. Ус в широком дипапазонеЛ и . Г,9 . В последнее время появляются более сложные модели турбулентного течения с использованием уравнений в частных производных для турбулентных характеристик потока. Ц дтдл. Постоянные, С , С,С , и т. Такой метод был использован в работе Хаджалича для течения в кольцевом канале. В этой работе были получены значения Ус и Уо отличающиеся друг от друга рис. Но эти отличия не слишком велики и становятся ощутимыми лишь при очень маленьких отношениях УУд , и в среднем может быть принято допущение о равенстве У0 и Ус для гладких каналов. К достоинствам метода расчета характеристик турбулентного переноса с использованием уравнений 1. Но при реализации этого метода в виде алгоритма для численного решения на ЭЦВМ возникают чисто механические трудности в ограниченности быстродействия и оперативной памяти. В частности, для ЭЦВМ типа БЭСМ6 такой метод для расчета течения в кольцевом канале менее эффективен, чем расчет по более простым полу эмпирическим методам, изложенным выше. Исследование неустановившихся турбулентных течений при переменных во времени полях осредненных величин находится в начальной стадии. Результаты работ по этой проблеме носят по большей части качественный характер , и данные о закономерностях турбулентного переноса и развитии профиля скорости, доведенные до расчетных методик, отсутствуют. В последние годы ведутся более интенсивные исследования в этом направлении как за рубежом, так и у нас в стране , но экспериментальных даннннх еще недостаточно, поэтому для расчета неустановившихся течений на настоящий момент используются квазистационарные методы. Теплообмен в кольцевом канале. Как уже отмечалось выше, исследований нестационарного конвективного теплообмена при турбулентном течении теплоносителя в кольцевом канале на настоящий момент практически нет. Закономерности стабилизированного теплообмена изучены достаточно хорошо, и имеются вполне надежные зависимости для расчета коэффициентов теплоотдачи. Васггт V 1. Уравнения 1. Ю4 до Ю6. Ре 5 х ТО2 Ю4. Теплообмен в термическом начальном участке кольцевого канала экспериментального исследован в работе ГД. Уравнение 1. I, а 1. I . Нестационарный конвективный теплообмен при турбулентном режиме течения теплоносителя исследован на более простом виде канала трубе. Наиболее законченное исследование представлено в В этой работе показана возможность постановки и исследования задач нестационарного конвективного теплообмена и гидродинамики как задач математической физики. Проблема нестационарного конвективного теплообмена сведена к следующему в начальный момент времени в трубе протекает стационарный процесс конвективного теплообмена, затем либо по отдельности, либо вместе начинают изменяться во времени по произвольному закону тепловая нагрузка, температура на наружной поверхности стенки, мощность тепловыделения в стенке, входная температура, расход теплоносителя. Режим течения теплоносителя турбулентный, либо ламинарный. Такой процесс рассматривается при упрощающих допущениях постоянстве теплофизических свойств теплоносителя и материала стенки, отсутствии диссипации энергии и внутренних источников тепла в теплоносителе, пренебрежимо малом переносе тепла вдоль оси трубы теплопроводностью, гидродинамической стабилизации потока. Такой процесс может быть описан следующей системой дифференциальных уравнений теплопроводности в стенке, энергии и движения для теплоносителя
1. А 3, 1. I для величин, относящихся к стенке трубы, а для величин на наружной поверхности трубы. Поля температур и скоростей при стационарном теплообмене, входящие в начальное условие 1. Шф ом .