Разработка и проверка методики исследований энтальпии поперечных потоков между ячейками пучка стержней
В настоящей работе разработана методика исследований энтальпии поперечных потоков смешения между различными характерными ячейками пучка в диапазоне изменения энтальпии теплоносителя от соответствующей течению однофазной жидкости и до предкризисных режимов теплоотдачи и проведена их экспериментальная...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Промышленная теплотехника |
|---|---|
| Дата: | 2007 |
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2007
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61325 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Разработка и проверка методики исследований энтальпии поперечных потоков между ячейками пучка стержней / А.П. Архипов, И.В. Волошина, В.И. Колочко, Г.И. Шараевский // Промышленная теплотехника. — 2007. — Т. 29, № 7. — С. 75-78. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859783699464192000 |
|---|---|
| author | Архипов, А.П. Волошина, И.В. Колочко, В.И. Шараевский, Г.И. |
| author_facet | Архипов, А.П. Волошина, И.В. Колочко, В.И. Шараевский, Г.И. |
| citation_txt | Разработка и проверка методики исследований энтальпии поперечных потоков между ячейками пучка стержней / А.П. Архипов, И.В. Волошина, В.И. Колочко, Г.И. Шараевский // Промышленная теплотехника. — 2007. — Т. 29, № 7. — С. 75-78. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Промышленная теплотехника |
| description | В настоящей работе разработана методика исследований энтальпии поперечных потоков смешения между различными характерными ячейками пучка в диапазоне изменения энтальпии теплоносителя от соответствующей течению однофазной жидкости и до предкризисных режимов теплоотдачи и проведена их экспериментальная проверка.
В даній роботі розроблено методику досліджень ентальпії поперечних потоків змішування між різними характерними комірками пучка в діапазоні зміни ентальпії теплоносія від такої, що відповідає течії однофазної рідини, до передкризових режимів тепловіддачі та проведено їх експериментальну перевірку.
In persisting functioning is designed methods of the enthalpy studies transverse flow of the mйlange between different typical cell of the bunch within the range of change enthalpy heat carrier from corresponding to current to single-phase liquid and before precrisis`s mode thermo transition and is organized their experimental approbation.
|
| first_indexed | 2025-12-02T09:37:36Z |
| format | Article |
| fulltext |
Методика исследования энтальпии попереч;
ных потоков между ячейками пучка стержней
разработана на основе видоизменения известной
методики изокинетического отбора проб из яче;
ек пучка профилированными пробоотборниками
с острой входной кромкой. Метод изокинетичес;
кого отбора проб многократно апробирован и хо;
рошо себя зарекомендовал.
Методика проведения опытов при изокинети;
ческом отборе проб следующая. В отсутствие раз;
делительных перегородок или пробоотборника в
контрольном сечении измеряется статический
перепад давления в заданном стационарном ре;
жиме течения между исследуемой ячейкой и про;
извольной (желательно наиболее удалённой от
неё) частью канала (рис.1). Затем с помощью пе;
регородок либо профилированного пробоотбор;
ника поток в исследуемой ячейке отделяется от
основного течения и подаётся в специальный
контур обмера проб. Регулируя расход пробы, до;
биваются равенства перепадов давления, заме;
ченного при естественном разделении потока и
установившегося во время отбора жидкости из
ячейки. Влияние возмущений, вносимых в по;
ток пробоотборным устройством, оценивают
специальными наладочными опытами.
Для отбора проб из элементарных ячеек было
решено использовать профилированные пробо;
отборники с острой входной кромкой. При этом
основным новшеством предлагаемой методики
проведения экспериментов является то, что в од;
ном опыте при установившихся режимных пара;
метрах проводится исследование потоков во всех
характерных ячейках пучка. Такой подход обус;
ловлен стремлением повысить точность получае;
мых опытных данных. Конструкция рабочих уча;
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 7 75
В даній роботі розроблено методику
досліджень ентальпії поперечних по)
токів змішування між різними характер)
ними комірками пучка в діапазоні зміни
ентальпії теплоносія від такої, що
відповідає течії однофазної рідини, до
передкризових режимів тепловіддачі
та проведено їх експериментальну
перевірку.
В настоящей работе разработана ме)
тодика исследований энтальпии попе)
речных потоков смешения между раз)
личными характерными ячейками пучка в
диапазоне изменения энтальпии тепло)
носителя от соответствующей течению
однофазной жидкости и до предкризис)
ных режимов теплоотдачи и проведена
их экспериментальная проверка.
In persisting functioning is designed
methods of the enthalpy studies transverse
flow of the mйlange between different typ)
ical cell of the bunch within the range of
change enthalpy heat carrier from corre)
sponding to current to single)phase liquid
and before precrisis`s mode thermo transi)
tion and is organized their experimental
approbation.
УДК 536.642
АРХИПОВ А.П.1, ВОЛОШИНА И.В.1,
КОЛОЧКО В.И.2, ШАРАЕВСКИЙ Г.И.3
1Институт технической теплофизики НАН Украины
2Министерство топлива и энергетики, НАЭК “Энергоатом”
3Национальный технический университет Украины “КПИ”
РАЗРАБОТКА И ПРОВЕРКА МЕТОДИКИ
ИССЛЕДОВАНИЙ ЭНТАЛЬПИИ ПОПЕРЕЧНЫХ ПОТОКОВ
МЕЖДУ ЯЧЕЙКАМИ ПУЧКА СТЕРЖНЕЙ
А – изокинетическое состояние;
G – расход жидкости;
i – энтальпия;
W – скорость;
ρ – плотность.
Индексы верхние:
И – изокинетическое состояние;
Н – неизокинетическое состояние.
Индексы нижние:
см – относится к потоку смешения;
ц, 1 – центральная ячейка;
i – номер ячейки.
стков проектировалась с учётом обеспечения
возможности поднимать в течение одного опыта
все пробоотборники для установления естествен;
ного разделения потока и опускать любой из них
в рабочее положение для отбора пробы.
Реализация выбранного метода исследования
предъявляет ряд конструктивных требований к
экспериментальному участку, главные из кото;
рых можно сформулировать следующим обра;
зом:
1. устройство для разделения потока (пробоот;
борник) не должно существенно загромождать во
время изокинетического отбора пробы сечение
канала и оказывать влияние на контрольный от;
бор давления;
2. проходное сечение профилированной части
пробоотборника по форме и геометрическим
размерам должно соответствовать элементарной
ячейке, а длина её – быть достаточной для того,
чтобы в процессе отбора пробы возмущения от
перехода в непрофилированную часть не дости;
гали входной кромки;
3. в выведенном положении пробоотборник
не должен оказывать влияние на естественное
разделение потока.
Весьма важной, исходя из выбранной методи;
ки исследования, является задача обеспечения
максимальной точности измерения статического
давления в опытах, ибо замеренный перепад дав;
ления в экспериментах является тем эталоном,
по которому определяется наступление естест;
венного разделения потока. Здесь уместно отме;
тить, что систематические погрешности опреде;
ления статического давления не сказываются на
точности экспериментальных данных, поскольку
в момент отбора пробы мы устанавливаем пере;
пад давления между ячейками, идентичный за;
меренному при поднятых пробоотборниках в том
же режиме течения. Абсолютное значение пере;
пада давления при этом в расчёт не принимается.
Метод изокинетических отборов проб из ячеек
пучка, хотя и позволяет качественно судить о на;
правлениях и энтальпии поперечных потоков
теплоносителя между ячейками, всё же не обес;
печивает количественного определения величи;
ны энтальпии поперечного потока iсм.і. В связи с
этим опыты по исследованию величины энталь;
пии поперечных потоков между ячейками прово;
дились в неизокинетическом режиме течения,
когда расход среды через исследуемую ячейку ус;
танавливался отличным от такого, который соот;
ветствует естественному разделению потока. То
есть метод основан на внесении искусственного
возмущения в поток, вызывающий неизокинети;
ческие перетоки теплоносителя между ячейками,
и распространении полученных результатов на
соответствующие изокинетические режимы.
Определение локального значения энтальпии
поперечного потока из или в ячейку в изокине;
тическом состоянии (точнее на бесконечно ма;
лом от него удалении) основано на соотноше;
нии, выведенном в работе [1] :
, (1)
где d(Giii) и dGi – бесконечно малые изменения
произведения расхода на энтальпию и расхода
теплоносителя в исследованной i;ой ячейке от;
носительно их изокинетических значений. То
есть iсм.і определяется наклоном касательной,
проведенной к кривой на графике d(Giii) = f(dGi)
в точке, которая соответствует изокинетическо;
му состоянию (рис. 3). Выражение (1) прибли;
женно записывается в виде:
. (2).
( )
i i
см i
i
G i
i
G
Δ
=
Δ
.
( )
i i
см i
i
d G i
i
dG
=
76 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 7
Рис. 1. Схема работы пробоотборной системы:
а – пробоотборник поднят,
б – пробоотборник опущен в рабочее положение.
Таким образом, энтальпию поперечного пото;
ка, строго говоря, можно определить по известным
значениям расхода и энтальпии теплоносителя в
изокинетическом режиме и в неизокинетичес;
ком, когда расход через исследуемую ячейку уве;
личен или уменьшен на бесконечно малую вели;
чину dGi. В экспериментах, разумеется, не
представляется возможным оперировать беско;
нечно малыми величинами. Анализ погрешнос;
тей экспериментов показал, что для получения
надёжных опытных данных (ошибка определе;
ния энтальпии поперечных потоков до 4…5%)
изменение расхода через ячейку должно дости;
гать 10…20%.
Проведение опытов в неизокинетических ус;
ловиях позволило заключить, что изменение рас;
хода теплоносителя в любой из ячеек на
± 10…20% относительно его значения при есте;
ственном разделении потока не нарушало прак;
тически линейности соотношения (2).
Разброс значений энтальпии поперечного по;
тока при варьировании величины ΔG и прочих
равных условиях не превышал 1…5%, что соот;
ветствует результатам расчётов ожидаемой по;
грешности экспериментов. То есть ошибкой оп;
ределения энтальпии поперечного потока,
вызываемой некоторой нелинейностью соотно;
шения (2), в указанных пределах изменения рас;
хода теплоносителя в ячейках можно пренебречь
и впредь рассматривать лишь погрешности экс;
периментов. Типичные графики исследованных
в неизокинетических условиях режимов показа;
ны на рис. 2,3. Из этих рисунков видно, что пред;
ставленные на них зависимости практически ли;
нейны в пределах изменения расхода теплоноси;
теля в ячейке на ± 10…20% относительно его изо;
кинетического значения.
Сказанное может служить обоснованием ме;
тода определения энтальпии потоков смешения
по наклону кривых на графиках зависимости
d(Giii) = f(dGi) и распространения полученных ре;
зультатов на соответствующие изокинетические
режимы.
Порядок проведения опытов по определению
iсм.і был следующий. Первоначально в рабочем
участке при поднятых отборных устройствах ус;
танавливался заданный стационарный режим те;
чения. В контрольном сечении пучка фиксиро;
вался изокинетический перепад давления между
ячейками. Затем в исследуемую ячейку опускался
в рабочее положение отборник. Регулируя расход
теплоносителя через него вентилем, добивались
восстановления замеченного ранее перепада дав;
ления. После выхода течения в калориметричес;
ком холодильнике на стационарный тепловой
режим определялись изокинетические парамет;
ры потока в ячейке G1
И и i1
И.
Последний этап опыта проводился в неизоки;
нетических условиях. Расход теплоносителя че;
рез ячейку уменьшался с помощью вентиля при;
мерно на 10…20%. Глубина проникновения
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 7 77
Рис. 2. Зависимость энтальпии от массовой
скорости теплоносителя в центральной ячейке.
1 – режим №1, 2 – режим № 2.
А – изокинетическое состояние.
Рис. 3. Графики зависимостей Gцiц = f(Gц ).
1 – режим № 1; 2 – режим № 2;
А – изокинетическое состояние.
возмущений против потока, судя по наладочным
опытам, при этом невелика – всего несколько
миллиметров. В результате расход G1
И непосред;
ственно перед отборным устройством разветвля;
ется. Одна часть G1–ΔG = G1
Н попадает в отбор;
ник, а вторая растекается в смежные ячейки.
После установления стационарного теплового
режима калориметрического холодильника фик;
сируются неизокинетические значения расхода и
энтальпии в ячейке G1
Н и i1
Н. Величина энталь;
пии локального поперечного потока ΔG опреде;
ляется по формуле (2).
Поскольку произвольно взятая ячейка в об;
щем случае граничит не с одним определённым
типом ячеек, a с различными характерными
ячейками, наиболее целесообразно исследовать
не поток в ячейку, а поток из неё (то есть исполь;
зовать нижнюю часть кривых на графике рис. 3
вблизи изокинетического состояния). Вместе с
тем из графика видно, что наклон кривых, а сле;
довательно, и величина энтальпии потоков сме;
шения, вблизи изокинетического состояния
практически неизменны при противоположных
направлениях поперечного потока в ячейку или
из нее. Как указывалось выше, изменение iсм.і не
превышало при этом 1…5%. Этот, странный на
первый взгляд, факт можно объяснить следую;
щим образом. При сравнительно незначитель;
ном возмущении течения искусственно вызван;
ный поперечный поток – скажем между
центральной и боковой ячейками – “питается”
средой, текущей в продольном направлении
между стержнями. Энтальпия теплоносителя в
межстержневом пространстве остается практиче;
ски постоянной вне зависимости от того, куда
его направить: из центральной в боковую ячейку
или наоборот.
Выводы
Разработанная методика исследования эн;
тальпии поперечных потоков между ячейками
пучков стержней была успешно апробирована на
теплогидравлическом стенде ИТТФ НАНУ. Её
дальнейшее использование позволит качествен;
но усовершенствовать расчётные теплогидравли;
ческие программы, предназначенные для усовер;
шенствования существующих и создания новых
активных зон ядерных реакторов [2,3].
ЛИТЕРАТУРА
1. Лахи Р.Т., Ширалкар Б.С., Радклиф Д.В.
Распределение массовой скорости и энтальпии в
пучке стержней для однофазного и двухфазного
потоков // Тр. Американского общества инж. ;
механиков. – Серия С. – 1971. – Т.93, №2. – С.
64;78.
2. Шараевский И.Г., Домашев Е.Д., Архипов А.П.,
Колочко В.Н., Шараевская Е.И. “Методология
идентификации теплогидравлических режимов в
активной зоне ядерных реакторов” // Труды 10;й
международной конференции по ядерным тех;
нологиям. – ICONE;10, Арлингтон, Вирджиния,
США, апрель 14;18, – 2004, – ICONE – 22386.
3. Шараевский И.Г., Домашев Е.Д., Архи[
пов А.П., Шараевская Е.И. Результаты локаль;
ной верификации теплогидравлического кода
RELAP;5 // Промтеплотехника. – 2003. – Т.25,
№4. – С. 260.
78 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 7
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-61325 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0204-3602 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-02T09:37:36Z |
| publishDate | 2007 |
| publisher | Інститут технічної теплофізики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Архипов, А.П. Волошина, И.В. Колочко, В.И. Шараевский, Г.И. 2014-04-30T16:07:31Z 2014-04-30T16:07:31Z 2007 Разработка и проверка методики исследований энтальпии поперечных потоков между ячейками пучка стержней / А.П. Архипов, И.В. Волошина, В.И. Колочко, Г.И. Шараевский // Промышленная теплотехника. — 2007. — Т. 29, № 7. — С. 75-78. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 0204-3602 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61325 536.642 В настоящей работе разработана методика исследований энтальпии поперечных потоков смешения между различными характерными ячейками пучка в диапазоне изменения энтальпии теплоносителя от соответствующей течению однофазной жидкости и до предкризисных режимов теплоотдачи и проведена их экспериментальная проверка. В даній роботі розроблено методику досліджень ентальпії поперечних потоків змішування між різними характерними комірками пучка в діапазоні зміни ентальпії теплоносія від такої, що відповідає течії однофазної рідини, до передкризових режимів тепловіддачі та проведено їх експериментальну перевірку. In persisting functioning is designed methods of the enthalpy studies transverse flow of the mйlange between different typical cell of the bunch within the range of change enthalpy heat carrier from corresponding to current to single-phase liquid and before precrisis`s mode thermo transition and is organized their experimental approbation. ru Інститут технічної теплофізики НАН України Промышленная теплотехника Разработка и проверка методики исследований энтальпии поперечных потоков между ячейками пучка стержней Development and verification of the method of studying the enthalpy of transverse flows between the cells of a rod bunch Article published earlier |
| spellingShingle | Разработка и проверка методики исследований энтальпии поперечных потоков между ячейками пучка стержней Архипов, А.П. Волошина, И.В. Колочко, В.И. Шараевский, Г.И. |
| title | Разработка и проверка методики исследований энтальпии поперечных потоков между ячейками пучка стержней |
| title_alt | Development and verification of the method of studying the enthalpy of transverse flows between the cells of a rod bunch |
| title_full | Разработка и проверка методики исследований энтальпии поперечных потоков между ячейками пучка стержней |
| title_fullStr | Разработка и проверка методики исследований энтальпии поперечных потоков между ячейками пучка стержней |
| title_full_unstemmed | Разработка и проверка методики исследований энтальпии поперечных потоков между ячейками пучка стержней |
| title_short | Разработка и проверка методики исследований энтальпии поперечных потоков между ячейками пучка стержней |
| title_sort | разработка и проверка методики исследований энтальпии поперечных потоков между ячейками пучка стержней |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61325 |
| work_keys_str_mv | AT arhipovap razrabotkaiproverkametodikiissledovaniiéntalʹpiipoperečnyhpotokovmežduâčeikamipučkasteržnei AT vološinaiv razrabotkaiproverkametodikiissledovaniiéntalʹpiipoperečnyhpotokovmežduâčeikamipučkasteržnei AT koločkovi razrabotkaiproverkametodikiissledovaniiéntalʹpiipoperečnyhpotokovmežduâčeikamipučkasteržnei AT šaraevskiigi razrabotkaiproverkametodikiissledovaniiéntalʹpiipoperečnyhpotokovmežduâčeikamipučkasteržnei AT arhipovap developmentandverificationofthemethodofstudyingtheenthalpyoftransverseflowsbetweenthecellsofarodbunch AT vološinaiv developmentandverificationofthemethodofstudyingtheenthalpyoftransverseflowsbetweenthecellsofarodbunch AT koločkovi developmentandverificationofthemethodofstudyingtheenthalpyoftransverseflowsbetweenthecellsofarodbunch AT šaraevskiigi developmentandverificationofthemethodofstudyingtheenthalpyoftransverseflowsbetweenthecellsofarodbunch |