«Моделирование экспериментальных данных по теплоотдаче при поверхностном кипении воды в узких кольцевых каналах при помощи РК КОРСАР (версия 1.012.005)»

 

Рудых С.А.

 

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

 

Целью данной работы являлась верификация РК КОРСАР и возможность его использования при расчете течения жидкости в каналах с нестандартной геометрией.

Программный комплекс КОРСАР является расчетным кодом (РК) улучшенной оценки и предназначен для расчетных анализов нестационарных процессов в контурах ЯЭУ с водо-водяными реакторами в стационарных, переходных и аварийных режимах. РК КОРСАР позволяет рассчитывать параметры потока жидкости в каналах с круглой и прямоугольной геометрией. 

В данной работе проводилось моделирование исследований Рассохина [1,2] по теплоотдаче при поверхностном кипении в узких кольцевых каналах в программе КОРСАР (версия 1.012.005). Моделирование теплогидравлических процессов в РК КОРСАР осуществляется на основе полностью неравновесной двухжидкостной модели (по три уравнения сохранения для водяной и паровой фаз) в одномерном приближении.

На данный момент в программу не заложены возможности составления нодализационной схемы, элементом которой является кольцевой канал («труба в трубе»), разработчики программы (НИТИ им. Александрова) предполагают использовать при составлении нодализационной схемы замену кольцевого канала на обыкновенный канал с соответствующей геометрией.

Возможность этого допущения была проверена в данной работе. При приведении кольцевого канала к эквивалентной геометрии рассматривались различные варианты: проводился расчет через эквивалентный гидравлический, смоченный периметр.

В результате проделанной работы были сделаны следующие выводы:

1.       РК КОРСАР позволил получить по некоторым контролируемым параметрам (температура потока) результаты близкие к экспериментальным.

2.       В тоже время погрешность по другим параметрам (температура стенки, коэффициент теплоотдачи) превышает 30%.

3.       В рассматриваемом случае замена в нодализационной схеме кольцевого канала оказалась возможной, если заказчика устраивают погрешности в расчетах отдельных параметров. В данном случае при замене в нодализационной схеме кольцевого канала элементом «канал» рекомендуется использовать при описании геометрии канала его гидравлическим диаметром, и прочие геометрические характеристики пересчитывать, исходя из геометрии канала с гидравлическим диаметром кольцевого канала.

4.       Для получения более точных расчетных результатов разработчикам необходимо внести элемент «кольцевой канал» при описании нодализационной схемы.

 

Литература:

1. Н.Г. Рассохин, Ма Цень-Вень, В.Н. Мельников: «Экспериментальные данные по теплоотдаче при поверхностном кипени воды в узких кольцевых каналах», Теплоэнергетика 1961г.,№2.

2. Н.Г. Рассохин, В.Н. Мельников: «Стойкость циркониевых сплавов в циркулирующей водной среде», Теплоэнергетика 1962г.,№5.