Разработка методик расчета теплообмена и гидродинамики стекающих пленок жидкости в элементах энергетического оборудования АЭС

• Автор: Иванов, Виктор Григорьевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 190 c. : ил

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ГЛАВА Г. ОБЗОР ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ГИДРОДИНАМИКЕ И ТЕПЛООБМЕНУ СВОБОДНО СТЕКАЩЕЙ ПЛЕНКИ ЖИДКОСТИ
1.Г. Исследование влияния волновых характеристик поверхности стекающей пленки жидкости на гидродинамику и теплообмен в пленке
1.1 .Г. Влияние волновых параметров пленки на профиль средней скорости в пленке
1*1.2* Средняя толщина пленки жидкости
1.1.3. Экспериментальные исследования конвективного теплообмена в стекавдих пленках жидкости
1.1.4. Расчетно-теоретические исследования конвективного теплообмена в стекавдих пленках жидкости
1.1.5. Теплообмен при кипении в стекавдих пленках
жидкости
1.2; Охлаждение сухой горячей поверхности стекащей
пленкой жидкости
1.2.1. Теоретические исследования
1.3. Постановка задачи исследования
ШВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВОЛНОВЫХ ПАРАМЕТРОВ ПОВЕРХНОСТИ СТЕКАЩЕЙ ПЛЕНКИ ЖИДКОСТИ НА ОСНОВНЫЕ
ТЕПЛОВЫЕ И ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕЧЕНИЯ
2.1. Физическая модель
2.2. Математическая модель
2.2.1. Основные уравнения
2.2.2. Линейное приближение
2.2.3. Граничные условия
2.2.4. Анализ математической модели
ГЛАВА 3. ОХЛАЖДЕНИЕ ПЕРЕГРЕТОЙ ПОВЕРХНОСТИ СТЕКАЩЕЙ

ПЛЕНКОЙ ЖИДКОСТИ
3.1. Физическая модель
3.2. Математическая модель процесса
3.3. Алгоритм решения задачи о передвижении фронта охлаждения
3.3.1. Одномерная модель
3.3.2. Двумерная модель
ЕША 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ. МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Экспериментальные установки
4.1.1. Установка для исследования конвективного теплообмена в свободно стекающей пленке жидкости
а). Система электрообогрева
б). Водяной контур
в). Система измерений
4.1.2. Установка для исследования теплообмена в окрестности фронта охлаждения
а). Рабочий участок
б). Система электрообогрева
в). Водяной контур
г). Система измерений
4.1.3. Определение скорости фронта смачивания
а). Общее конструктивное решение системы
б). Схема узла оптического делителя
в). Схема узла фотоприемников
г). Система принудительного охлаждения лазерного излучателя
д). Система принудительного охлаждения узла фотоприемников
4.2. Методика измерения коэффициента теплоотдачи к
свободно стекающей пленке жидкости

4.2.1. Учет теплового потока с внешней поверхности пленки
4.2.2. Расчет коэффициента теплоотдачи с учетом оттока тепла по термоэлектродам
4.3. Методика измерения снимаемого теплового потока в окрестности фронта охлаждения
4.3.1. Методика расчета теплового потока
4.3.2. Учет систематической ошибки измерения температуры из-за оттока теплоты по термоэлектродам
4.3.3. Учет погрешности измерения температуры поверхности при её резком охлаждении из-за тепловой инерции термопар
4.4. Оценка погрешности измерения величин
4.4.1. Погрешность измерения плотности орошения
4.4.2. Погрешность определения плотности теплового потока
4.4.3. Погрешность измерения коэффициента теплоотдачи
4.4.4. Погрешность определения скорости фронта охлаждения
4.4.5. Погрешность определения величины теплового потока в окрестности фронта охлаждения
ГЛАВА 5. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРЕТИЧЕС -КИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1. Результаты исследования влияния волновых параметров стекавдей пленки жидкости на усредненные тепловые и гидродинамические характеристики пленки
5.1.1. Усредненный профиль скорости в пленке
5.1.2. Средняя толщина пленки жидкости
5.1.3. Коэффициент теплоотдачи
5.2. Результаты экспериментального и теоретического исследования теплообмена стекающих пленок жидкости

Следует также отметить, что поскольку волны на поверхности пленки передвигаются с некоторой фазовой скоростью, то и индуцированные вихревые образования также будут передвигаться в потоке с этой же скоростью. Так как значения фазовой скорости волн [ 14, 18, 32 ] выше величины средней скорости потока, то это является еще одним механизмом дополнительной диссипации энергии.
Механизм перераспределения энергии можно представить следующим образом. Энергия основного потока частично передается колебательному движению. При низких числах эта энергия не диссипируется и, поэтому, в установившемся движении не требуется дополнительной подкачки энергии, а, следовательно, не нарушается слоистость течения. При более высоких числах энергия длинноволнового колебательного движения передается вихрям, в которых происходит диссипация энергии.
2.2. Математическая модель
2.2.1. Основные_уравнения_
Движение пленки жидкости, поверхность которой покрыта волнами, полностью описывается с помощью системы уравнений Навье-Стокса. (Уравнения приведены к безразмерному виду).
Эи + и Зи + уЛа = -Цр + Щ + _Ддц Эг Эх Эу Эх и°
<к+ Эу уду = _ЭР + _Дду (2.2.1) Эг Эх Эу Эу
эЯ+ Эу = 0.
дх ду
Течение пленки жидкости носит периодический характер. Поэтому проведем осреднение по длине волны.и разделим скорость течения на осредненную и возмущенную части. Причем осреднение возмущенной