Экспериментально-теоретическое исследование нестационарной теплогидравлики двухфазных потоков при течении в каналах

• Автор: Девкин, Алексей Семенович
• Шифр специальности: 05.14.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 162 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава I. Обзор рабов по расчетному исследованию теплогидравлических характеристик двухфазных потоков в парогенерирующих каналах в нестационарных режимах

1.1. Принципы построения математических моделей двухфазных потоков .

1.2. Методы численного решения

1.3. Замыкающие соотношения . 2я

1.4. Краткие характеристики ряда моделей, применяемых для расчета нестационарной .теплогидравлики двухфазных потоков в нестационарных режимах при течении
в каналах.

Глава П. Обзор работ по экспериментальному исследованию

теплогидравлических характеристик двухфазных потоков в каналах в нестационарных режимах .
Глава Ш. Математическое описание нестационарных геплогидравлических процессов при течении двухфазного теплоносителя в канале
3.1. Полностью неравновесная, частично негомогенная
модель.
3.1.1. Система уравнений сохранения . . .
3.1.2. Метод численного решения .
3.1.3. Постановка граничных условий .
3.1.4. Расчет стационарного распределения параметров . .
3.1.5. Описание процессов в стенке кэнала .
3.2. Система уравнений для негомогенной неравновесной
модели поток со скольжением
3.3. Система замыкающих соотношений
Глава 1У. Экспериментальное исследование характеристик двухфазного потока при течении в обогреваемом канале в нестационарных режимах ,
4.1. Описание экспериментальной установки .
4.2. Измерительная схема
4.3. Погрешности измерений.
4.4. Методика проведения экспериментов
4.5. Результат ы экспериментов
Глава У. Экспериментальное подтверждение достоверности
5.1. Сопоставление результатов расчета по модели с экспериментальными данными в стационарном режиме
5.2. Истечение вскипающей воды из необогреваемого канала.
5.3. Вынужденное течение кипящего теплоносителя в
трубе докризисные режимы
5.4. Сопоставление с экспериментальными данными по времени наступления кризиса теплообмена
Выводы.
Литература


Детальный анализ поведения кипящего канала реактора в нестационарных эксплуатационных и аварийных режимах тем более должен основываться на более глубоком и полном описании характеристик двухфазного потока теплоносителя» г. Такой подход позволяет не только подробно анализировать поведение кипящего канала в нестационарных режимах, но и весьма эффективно обобщать результаты экспериментальных исследований нестационарных теплогидравлических процессов в каналах, а также оценивать возможности и границы примениммости более простых подходов, применяемых при математическом описании кипящегс канала как элемента реактора. Работа состоит из пяти глав. В первых двух главах рассматривается современное состояние вопроса и приводится обзор работ по расчетному и экспериментальному исследованию геплогидравлики двухфазных потоков в канале. В третьей главе излагается методика детального расчета гепло-гидравлических характеристик двухфазного потока в обогреваемых каналах в нестационарных режимах, базирующаяся на негомогенной неравновесной модели. В четвертой главе дается описание экспериментальной установки для изучения процессов нестационарного тепло- и массообмена при течении в обогреваемом канале. Излагается метэдика проведения экспериментов и приводятся полученные опытные данные. При построении математических моделей, как правило, исходят из применения к двухфазному потоку законов сохранения: массы, импульса и энергии. Исторически наиболее ранней и самой простой моделью была гомогенная равновесная модель, в которой предполагается равенство скоростей и температур фаз. Р'л/|г-1? Для замыкания системы уравнений (І. З) необходимы уравнения состояния и соотношения для трения Ту и теплового потокаС}^ на стенке канала. АЭС, при условии обязательного обоснования консерватизма принимаемых допущений. Однако накапливавшиеся в последние годы экспериментальные данные и сопоставление их с расчетными довольно убедительно показывают, что во многих ситуациях гомогенная равновесная модель плохо описывает количественные, а иногда и качественные характеристики протекающих процессов. Так, например, в опытах [б5,,4,4], в которых изучалось истечение вскипающего теплоносителя из необог-реваемого, заглушенного с одной стороны канала (рис. Сопоставление расчетных данных, полученных по гомогенной равновесной модели с экспериментальными данными, показывает значительное их расхождение, особенно по истинному объемному паросодержанию (рис. Аналогичное несогласование экспериментальных данных с расчетными, полученными по гомогенной равновесной модели, разработанной авторами [], наблюдалось и при их сопоставлении с опытными данными по кризису теплоотдачи в нестационарных режимах с потерей теплоносителя [] (рис. В ряде ситуаций применение гомогенной равновесной модели принципиально невозможно: противоточное течение жидкости и пара, повторное увлажнение заполненного паром горячего пучка и т. Некоторым усложнением гомогенной равновеоной модели является, так называемая, "обобщенная" гомогенная равновесная модель []. Ы,РДК„) (1. Так в работах по изучению характеристик двухфазного потока в режимах поверхностного кипения считается, что температура жидкой фазы может быть ниже Тд, а паровая фаза находится на линии насыщения [,,,,]. Аналогичный подход, но при температуре жидкости, равной Те , используется при расчете процессов в закризисной области [,8]. В этом случае система уравнений (I. Р= Г, (1. В рамках этих же моделей возможен и учет скольжения фаз, когда уравнения записываются для смеси с учетом относительного движения фаз, и в качестве замыкающего соотношения для связи скоростей фаз используется эмпирическая зависимость величины скольжения от режимных параметров [,] (модель со скольжением или, как ее часто называют, модель потока дрейфа). Перечисленные модели при удачном подборе замыкающих соотношений дают достаточно хорошие результаты для тех частных случаев, для которых они создавались. РисЛ. Изменение давления вблизи заглушенного ; конца канала для опыта с истечением вскипающего теплоносителя . Рис. Рио. Рис.