НЕФТЬ-ГАЗ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
На главную >>


Теперь на нашем сайте можно за 5 минут создать свежий реферат или доклад

Скачать книгу целиком можно на сайте: www.nglib.ru.

Предложения в тексте с термином "Исследование"

В этом плане только широкий объем сопоставлений расчетных результатов с опытными данными, полученными на экспериментальных установках различной сложности, различного масштаба и в различной степени воспроизводящими набор физических процессов и условия их протекания в циркуляционном контуре ядерного реактора, может позволить с определенной степенью обоснованности переносить результаты экспериментальных исследований на условия реактора.

Анализ результатов экспериментальных и теоретических исследований закономерностей роста паровых пузырьков в перегретой жидкости [58, 59] показывает, что можно выделить несколько стадий роста пузырька: стадию медленного роста, определяющуюся силой поверхностного натяжения; промежуточную стадию или стадию быстрого роста, в которой давление пара в пузырьке отличается от давления в жидкости за счет радиальной инерции жидкости (приближение Релея); "энергетическую тепловую" стадию роста, определяющуюся скоростью переноса тепла от жидкости к поверхности пузырька.

В работе [60] коэффициент теплоотдачи ац определяется на основании исследований, связанных в основном со скоростью уменьшения и исчезновения пузырьков при конденсации, а также со скоростью роста пузырьков при парообразовании.

Обзоры результатов этих исследований могут быть найдены, например, в [18], [39] -[41].

Вместе с тем к настоящему времени накоплен достаточно большой материал по исследованию теплогидравлики двухфазных потоков в каналах сложной формы, который позволяет уточнить описание силы трения.

Так, в [78] на основе отмеченной выше обширной программы исследовании теплогидравлики каналов различной формы для расчета коэффициента трения двухфазного потока в кольцевых каналах в продольно обтекаемых пучках стержней рекомендуется единое соотношение *w = 0,852p-0'26w-°'4a0'4De-0'2, (2.

Адекватность допущения о квазистационарности процесса находится в согласии о общей концепцией квазистационарности системы замыкающих соотношений и к тому же подтверждается результатами экспериментальных исследований, например [80].

Результаты некоторых исследований (например, [87]) свидетельствуют об отсутствии кипения на стенке при данном режиме.

Явлению кризиса теплообмена принадлежит важнейшая роль в обеспечении адекватного теп-лоотвода от тепловыделяющих элементов энергетического оборудования как в эксплуатационных, так и в аварийных режимах, в связи с чем исследованию проблемы кризиса теплообмена посвящено весьма большое число работ, обзор результатов которых может быть найден, в частности, в [88, 90].

Исследованию данного вопроса, имеющего важное значение для получения корректного описания термогидравлики двухфазных потоков в нестационарных режимах работы энергетического оборудования, посвящено значительное число работ, в частности [99-110].

11]) отмечаются частный характер результатов опубликованных исследований, узкий диапазон изученных параметров, недостаточная надежность опытных данных.

Значительное внимание исследованию температур стенки, характеризующих смену режима малоинтенсивного теплообмена при пленочном кипении на режим значительно более интенсивного теплообмена при переходном кипении, было уделено в связи с изучением вопросов теплогид-равлики при повторном увлажнении находящихся в режиме закризисного теплообмена поверхностей нагрева путем подачи (залива) "холодной" жидкости снизу или сверху (при заливе снизу или сверху соответственна

Обзор результатов этих исследований может быть найден, в частности^ [18,90, ИЗ, 114].

В [125] такое сопоставление проведено с результатами экспериментального исследования процесса повторного увлажнения при заливе снизу 16-стержневого пучка квадратной упаковки, моделирующего пучок твэлов кипящего реактора.

Экспериментальные исследования влияния нестационарности режима на характеристики теплообмена при минимальном устойчивом пленочном кипении на горизонтальной поверхности в большом объеме показали, что при скачкообразном уменьшении тепловыделения либо при быстром погружении тела, нагретого до температур выше температур Лейденфроста, в воду значения всех характеристик теплообмена, включая Ттт, близки к квазистационарным.

Так, в [142] на основе результатов экспериментального исследования закризисного теплообмена в трубе 8x1 мм длиной 2,5 м в широком диапазоне режимных параметров \р = 0,98 -г 9,8 МПа, pw = = 100 -г 1100 кг/(м2 -с), qw = 0,18 + 1,25 МВт/м2, *сг = 0,58 * 0,98] при росте во времени мощности тепловыделения в стенке или приуменьшении расхода теплоносителя на входе, вызывающем возникновение и перемещение вверх по потоку фронта кризиса теплообмена, а также при снижении мощности тепловыделения или увеличении расхода теплоносителя, приводящего к образованию фронта увлажнения, получено соотношение, описывающее в условиях опытов влияние нестационарности режима на коэффициент теплоотдачи при закризисном теплообмене:

Преимущество первого подхода — возможность использования в модели негомогенного двухфазного потока такого относительно несложно определяемого при экспериментальных исследованиях двухфазных потоков и поэтому сравнительно хорошо изученного экспериментально параметра, каким является характеристика скольжения фаз.

Исследованный температурный диапазон составляет 900—1850 °С; материал — в основном сплавы циркалой-2 (Zr-2) и i а о л и ц а результатов основнм взаимодействия сплавов С ВОДЯНЫМ ix эвруовжиых исследовании на основа циркония паром

Сопоставление результатов исследований, приведенное на рис.

27, показывает значительный разброс данных, объясняемый, по-видимому, различием в методике исследований.

Для дисперсно-кольцевого потока расходная доля жидкости, содержащейся в виде капель, диспергированных в паровом ядре, определяется по полученным в [54] на основе обобщения результатов систематических экспериментальных исследований распределения влаги при дисперсно-кольцевой структуре потока в необогреваемых и обогреваемых каналах по соотношениям (2.

Достаточно большой объем сопоставлений расчетов был проведен с данными систематических исследований теплогидравлических характеристик нестационарного пароводяного потока высокого давления в трубе диаметром 13 мм и длиной 2500 мм [194] при быстрых и глубоких возмущениях мощности обогрева и расхода теплоносителя.

2 результатов работ, посвященных исследованию кризиса теплообмена в нестационарных режимах, для сопоставления расчетных и опытных данных по времени возникновения кризиса теплообмена целесообразно в первую очередь использовать опытные данные работы [195], поскольку, во

Конечная цель разработки и последующего тестирования машинных программ нового поколения — получение достоверной априорной расчетной информации о поведении реактора и его оборудования в нестационарных эксплуатационных и аварийных режимах - требует системного подхода при постановке необходимых экспериментальных исследований.

Необходимость такого подхода диктуется как далеко недостаточной изученностью весьма обширной совокупности сложных физических процессов, протекающих в циркуляционном контуре реактора в нестационарных режимах, так и практической невозможностью экспериментальных исследований поведения оборудования реактора в таких режимах в натурных условиях.

OJ исследования истечения вскипающего теплоносителя из труб.

Достаточно большое внимание в экспериментальных исследованиях и сопоставлениях их результатов с расчетными предсказаниями уделялось совокупности теплогидравлических процессов при работе систем аварийного охлаждения активной зоны реактора (САОЗ).

Крупномасштабная экспериментальная установка CCTF (экспериментальная установка с цилиндрической моделью активной зоны) создана в соответствии с международной программой исследования эффектов многомерности процессов в различных элементах реактора, в особенности в верхней и нижней камерах.

В опыте S-07-6, проведенном на третьей модификации установки и также относящемся к исследованию максимальной проектной аварии, при сопоставлении опытных и расчетных данных в рассмотрение включалась и стадия повторного увлажнения активной зоны.

Следует отметить, что исследования процессов, сопровождающихся тяжелыми повреждениями активной зоны водоохлаждаемых реакторов, были инициированы сравнительно недавно (после аварии на АЭС "Три-Майл-Айленд", США).

Тепломассообменные процессы для этой стадии аварии весьма интенсивно изучались в области температур примерно до 1475 К в рамках исследований максимальной проектной аварии водоохлаждае-мых реакторов.

Как показали исследования, для жидкометаллических реакторов тепловое взаимодействие вытекающего в канал теплоносителя расплавленного топлива с относительно холодными стенками канала может управляться одним механизмом или комбинацией следующих механизмов: а) теплопроводностью через затвердевшую корку, образующуюся на стенке канала; б) турбулентной конвекцией, если турбулентные пульсации в потоке расплавленного топлива столь значительны, что препятствуют образованию корки на поверхности стенки канала.

Систематические исследования процесса фрагментации охрупченной оболочки твэла вследствие резкого охлаждения практически отсутствуют.

В то же время результаты гораздо более широких исследований процессов образования осколков разрушенной активной зоны применительно к условиям жидко-металлических реакторов, по-видимому, не могут быть перенесены на условия активных зон водоохлаждаемых реакторов, так как имеющиеся ограниченные эксперименты [213] показали, что размеры фрагментов активной зоны водоохлаждаемого реактора (около 1000 мкм) существенно отличаются в большую сторону от соответствующих размеров для жидкометаллических реакторов (около 100 мкм).

Исследования кризиса теплообмена в слоях грубых частиц при различных сочетаниях материалов теплоносителя и частиц (воды, ацетона, метанола, жидкого натрия и стали, свинца, песка, урана) и при.

Результаты систематических экспериментальных исследований критического теплового потока в глубоких слоях частиц различного состава и размеров при моделировании объемного тепловыделения в слое приведены в [216].

Массив опытных данных этих исследований может быть рекомендован для проверен теоретических моделей и рекомендаций для расчета критического теплового потока в слое при охлаждении обломков активных зон водоохлаждаемых реакторов.

Важность влияния, которое оказывает процесс теплового взаимодействия расплава активной зоны с бетоном оболочки и средой под оболочкой на протекание поздних стадий и последствия ситуации с тяжелым повреждением активной зоны реактора, инициировало в последнее время проведение достаточно интенсивных исследований — как экспериментальных с модельными и реальными веществами, так и расчетных.

Физические исследования механизма термомеханического взаимодействия двух разнородных жидкостей различной температуры, обзор которых приведен, в частности, в [233], позволили выделить различные фазы возникновения и протекания парового взрыва: начальное "грубое" перемешивание горячей и холодной жидкостей механизм теплообмена между жидкостями - пленочное кипение; резкая интенсификация теплообмена при нарушении пленочного кипения под воздействием того или иного возмущения; формирование ударной волны вследствие цепного процесса резкой генерации пара — дальнейшей фрагментации жидкостей; распространение ударной волны в двухфазной системе.

В пользу такой гипотезы свидетельствуют данные экспериментальных исследований.

Это позволило авторам заключить, что наличие развитой поверхности контакта системы жидкость-жидкость, имеющей температуру, большую, чем температура спонтанной нуклеации легкокипящей жидкости, или близкую к ней, является достаточным условием для возникновения по крайней мере локального парового взрыва, К аналогичному выводу приходят авторы ряда исследований, проводившихся для систем расплавленный металл-вода.

Так, исследования дестабилизации пленочного кипения этанола и фреона-113 на обогреваемой горизонтальной никелевой трубе вследствие ударного возрастания давления на 0,1-0,5 МПа за время 0,08-3 мс [235] показали, что разрушение паровой пленки визуально казалось полностью завершенным примерно через один кадр (при скорости съемки 5000 кадр/с) даже при таких относительно небольших скачках давления и температурах поверхности, в 1,5 раза превосходящих критическую температуру.

В частности, экспериментальные исследования промежуточного масштаба выполняются на установке FITS (США) [237].

Выбор и анапиз оптимальных способов локализации расплава активной зоны в ситуациях с тяжелым повреждением активной зоны водоохлаждае-мого реактора требуют специальных исследований.

Исследование нестационарного конвективного теплообмена в кольцевых каналах и пучках стержней при произвольном изменении тепловой нагрузки во времени и по длине// Тепло- массоперенос.

Многоэлементная модель для расчетного исследования аварий с потерей теплоносителя на АЭС// Теплоэнергетика.

Исследование нестационарных пароводяных потоков с учетом скоростной неравновесности в элементах энергетических установок: Дис.

Исследование распределения жидкости между ядром и пленкой в дисперсно-кольцевом пароводяном потоке// Теплоэнергетика.

Экспериментальное исследование гидродинамики равновесных дисперсно-кольцевых пароводяных потоков// Теплофизика высоких температур.

Исследование при помощи скоростной киносъемки роста пузырьков при кипении насыщенной воды в широком диапазоне изменения давлений/ Д.

Исследование критических тепловых потоков в пучках стержней// Теплофи-зика-84.

Исследование кризиса теплообмена в динамических режимах при малой массовой скорости среды/ O.

Исследование кризиса теплоотдачи при нестационарных условиях// Теплоэнергетика.

Экспериментальное исследование кризиса теплообмена впарогенерируюших каналах при периодическом синусоидальном изменении теплоотвода/ З.

Исследование критических тепловых нагрузок в пучках стержней.

Исследование кризиса теплоотдачи в условиях нестационарного теплоотвода// Тр.

Исследование критических тепловых потоков в пучках стержней.

Исследование распада парового слоя и повторного смачивания поверхности нагрева при пленочном кипении воды в условиях принудительной конвекции в вертикальной трубе// Теплопередача.

Исследование нестационарного истечения вскипающей жидкости в термодинамически равновесном приближении// Теплофизика высоких температур.

Экспериментальное исследование истинных паро со держаний при кипении недогретой воды// Теплоэнергетика.

Экспериментарьное исследование нестационарных теплогидравлических процессов при течении пароводяного потока высокого давления в трубе// Теплоэнергетика, 1985.

Исследование поведения активной зоны ВВЭР-440 при аварии с большой потерей теплоносителя/ Докл.

Важно, что последующие численные эксперименты и сопоставления с данными физических экспериментов позволяют для определенных классов реальных режимов выявить чувствительность конечных результатов к описанию характеристикам тех или иных тепловых и гидродинамических процессов, сформулировать направления и выявить область необходимых фундаментальных исследовании.

Несмотря на достаточно большое число выполненных исследований задача определения режима двухфазного потока в рассмотренных выше условиях остается в настоящее время в значительной мере нерешенной и единственно реальным является приближенное описание границ существования течений с различными структурами — составление приближенной карты режимов двухфазного потока.

5), построенная на основе систематических исследований с помощью метода лазерной голографии структурных характеристик пароводяных потоков высоких параметров в трубе диаметром d = 8,8 мм при давлениях р= 1 -^ 6,9 МПа, в кольцевом канале диаметром de = 5,5 мм при давлениях р = 1 -г 9,8 МПа при обогреве внутреннего стержня (q = 0,5 МВт/м2).

Исследования границ режимов для этих каналов весьма немногочисленны.

Тем не менее вопрос режимов течения в пучках требует дальнейших исследовании, в особенности это касается влияния дистанционирующих элементов на структурные характеристики двухфазного потока.

Весьма перспективным представляется рекомендуемое в [54] соотношение для расходной доли воды в пристенной пленке пароводяного дисперсно-кольцевого потоков, полученное на основании комплексных, систематических исследований структурных характеристик потока в трубе диаметром D = 8 мм и учитывающее различия закономерностей процессов влагообмена между ядром и пристенной пленкой в различных подрежимах дисперсно-кольцевого потока, выделенных в [47] и описанных выше.

В основе такого анализа достоверности лежит сопоставление с систематическими экспериментальными данными как фундаментальных исследований закономерностей отдельных физических процессов, что позволяет уточнить соответствующие корреляции системы замыкающих соотношении модели, так и исследований на установках, моделирующих совокупность физических процессов в реальном оборудовании, и, наконец, на системных установках, моделирующих взаимодействие оборудования в циркуляционном контуре ядерного реактора в аварийных ситуациях, что необходимо либо для адаптации данной модели путем надлежащего подбора содержащихся в ней опытных констант, либо для обоснования перехода к другой, более физичной модели.

В последнее время были ^опубликованы зависимости для коэффициента межфазного трения, базирующиеся на результатах систематических исследований гидродинамических характеристик пароводяных потоков высокого давления в трубах.

Более поздние исследования [54] выявили влияние давления на коэффициент межфазного трения на границе паровое ядро — жидкая пленка, что учитывается в соотношении?




Главный редактор проекта: Мавлютов Р.Р.
oglib@mail.ru