Главная » 2013 » Октябрь » 22 » Скачать Экспериментально-теоретическое исследование нестационарной теплогидравлики двухфазных потоков при течении в каналах. Девкин, бесплатно
13:58
Скачать Экспериментально-теоретическое исследование нестационарной теплогидравлики двухфазных потоков при течении в каналах. Девкин, бесплатно
Экспериментально-теоретическое исследование нестационарной теплогидравлики двухфазных потоков при течении в каналах
Диссертация
Автор: Девкин, Алексей Семенович
Название: Экспериментально-теоретическое исследование нестационарной теплогидравлики двухфазных потоков при течении в каналах
Справка: Девкин, Алексей Семенович. Экспериментально-теоретическое исследование нестационарной теплогидравлики двухфазных потоков при течении в каналах : диссертация кандидата технических наук : 05.14.05 Москва, 1984 162 c. : 61 85-5/2634
Объем: 162 стр.
Информация: Москва, 1984
Содержание:
Глава !• Обзор рабо? по расчесноыу исследованию гепло-гидравлических хараксерисхик двухфазных поюков в парогенерирующих каналах в нестационарных режимах
II* Принципы построения махематических моделей двухфазных потоков • YQ
I2 Меюды численного решения •• • *
I3* Замыкающие соотношения • • • • • • • • • gg
I4, Краткие характеристики ряда моделей, применяемых для расчета нестационарной^геплогидравлики двухфазных потоков в нестационарных режимах при течении в каналах • • • • • on
Глава
II Обзор работ по экспериментальному исследованию теплогидравлических характеристик двухфазных потоков в каналах в нестационарных режимах ^
Глава
III Математическое описание нестационарных теплогидравлических процессов при течении двухфазного теплоносителя в канале ЗХ Полностью неравновесная, частично негомогенная модель • • • • • • • gg
311« Система уравнений сохранения • • З Л Метод численного решения • • • • • • • • • • « • gQ ЗХЗ Постановка граничных условий • • ЗЛЛ» Расчет стационарного распределения параметров •
3I3 Описание процессов в стенке канала • • • • •
32 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 >
41 Описание экспериментальной установки
42 Измерительная схема
43 Погрешности измерений •
44 Методика проведения экспериментов
45 Результаты экспериментов
Глава У Экспериментаяьное подтвервдение достоверности модели
51 Сопоставление результатов расчета по модели с экспериментальными данными в стационарном режиме
52 Истечение вскипающей воды из необогреваемого канала
53 Вынужденное течение кипящего теплоносителя в трубе (докризисные режимы)
54 Сопоставление с экспериментальными данными по времени наступления кризиса теплообмена
Выводы •
Введение:
Последние десятилетия характеризовались быстрым ростом важнейшей отрасли народного хозяйства - энергетики и особенно атомной.В настоящее время в нашей стране 13% всей электроэнергии вырабатывается на АЭС и в Л пятилетке предусмотрено дальнейшее ускорение ввода мощностей на АЭС* Необходимость развития атомной энергетики определяется, в основном, экономическими причинами: ограниченностью запасов традиционных горючих веществ, неравномерностью их распределения по территории страны, а следовательно, и высокой стоимостью транспортировки горючего или электроэнергии от месторождений к местам потребления электроэнергии, а также и экологическими причинами - существенным уменьшерем загрязнения окружающей среды.Однако ускоренный ввод новых АЭС, расширение масштабов и географии их применения потребовали решения новых проблем, связанных с защитой окружающей среды от радиоактивных продуктов, которые могут быть выброшены в атмосферу при разрушении первого контура АЭС. Поэтому вопросы безопасности и надежной работы АЭС в переходных режимах (пуск, останов и т.п.) заняли важное место при их проектировании и эксплуатации.Надежная работа станций, предотвращение аварий и успешная ликвидация их последствий невозможны без точного предсказания протекания аварийной ситуации, которое определяется закономерностями нестационарных теплогидравлических процессов в элементах оборудования циркуляционного контура ядерного реактора.Основным средством анализа аварийных ситуаций на АЭС в настоящее время является расчетный метод, так как экспериментальные исследования на действующих станциях или полномасштабных опытных установках, во-первых, очень дорогостоящи, а во-вторых, не позволяют проанализировать весь спектр возможных нарушений в работе АЭС. - 7 . Математическое моделирование теплогидравлических процессов в оборудовании АЭС в настоящее время носит весьма приблиаенный характер, что обусловлено как сложностью условий, при которых протекают эти процессы в реакторах, особенно в аварийных ситуациях: резко нестационарные режимы, сложная геометрия, сложные начальные и граничные условия, взаимосвязанное протекание процессов различной физической природы, наличие фазовых переходов и межфазных взаимодействий, значительная переменность физических свойств и т.п., так и малойзученностью как фундаментальных, так и интегральных закономерностей этих процессов.Это - "вынужденная" приближенность, вызванная современным урзвнем знаний* При расчетном анализе степень приближенности во многих случаях значительно увеличивается из соображений простоты описания процессов.Высокая степень приближенности математического моделирования процессов в элементах циркуляционного контура требует обязательного обоснования достоверности результатов расчетного анализа развития аварийных ситуаций в ядерном реакторе и выработки подхода к получению достоверного анализа.Обычный для инженерной практики путь сопоставления с результатами экспериментов на реальном оборудовании, как уже отмечалось, не представляется возможным и целесообразным* В настоящее время общепризнанным путем к получению достоверных результатов инженерного анализа аварийных ситуаций на АЭС является путь последовательного совершенствования математических моделей на основе целенаправленных и взаимосвязанных: а) фундаментальных исследований закономерностей основных теплофизичеоких процессов, имеющих место в оборудовании АЭС в аварийных режимах; б) модельных исследований теплофизичеоких процессов в элеменгах оборудования при специфичных для данного оборудования геометрических условиях и сочетании различных теплофизических процессов; в) модельных исследо- 8 ваний на эксперименгальных конгурах, огрукгурно схожих с циркуляционным KOHiypoM ядерного реакюра; г) исследований на моделях различного масштаба с целью оценки влияния масшсабного факз?ора и прогнозирования возможноехи экстраполяции резульгаюв на реальное оборудование; д) определенного объема экспериментов на реальном оборудовании.Проводимое на каждом эхапе махемагическое описание изучаемых процессов и сопоставление расчетных и опытных данных позволяет: а) последовательно вносить уточнения в математическую модель, лежащую в основе машинных программ для инженерного анализа аварийных ситуаций на АЭС; б) получать машинные программы с обоснованной достоверностью для более детального анализа процессов в отдельных элементах циркуляционного контура.Основную роль в развитии аварийной ситуации в реакторе играК^г тепло- и массообменные процессы, происходящие в канале реактора.Вследствие сложности и малоизученноети этих процессов в машинных программах первого поколения использовалось весьма приближенное описание процессов, происходящих в двухфазных системах, базирующееся на гомогенной равновесной модели двухфазного потока [5,8,29,80[ и др.Однако к настоящему времени вполне убедительно показано, что гомогенная равновесная модель дает слишком грубое описание закономерностей протекающих процессов, в особенности, при аварийных режимах работы и не позволяет с необходимой степенью надежности и достоверности проводить анализ аварийных ситуаций на АЭС [48,49, 54,114] .В связи с этим, в последнее время в ведущих исследовательских центрах уделяется большое внимание разработке машинных программ для расчетного моделирования аварийных ситуаций на АЭС, базирующихся на негомогенных неравновесных моделях двухфазных потоков [82,101,112,113] . - 9 Детальный анализ поведения кипящего канала реактора в нестационарных эксплуатационных и аварийных режимах тем более должен основываться на более глубоком и полном опиоании характеристик двухфазного потока теплоносителя, т.е. базироваться на негомогенной неравновесной модели двухфазного потока с возможно более детальным описанием закономерностей протекающих физических процессов.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 примениммосги более простых подходов, применяемых при математическом описании кипящегс канала как элемента реактора, В настоящей работе излагаются результгты разработки методики детального расчета нестационарных эксплуатационных и аварийных режимов работы кипящего канала реактора, оснсванной на негомогенной неравновесной модели двухфазного теплоносителя* 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 дентального расчета геплогидравлических 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 методика проведения экспериментов и приводятся полученные опытные данные.В пятой главе приводятся результаты сопоставления и анализа - 10 опытных и расчетных данных, на основании которых подтверждается достоверность разработанной модели*