Сборник тезисов докладов IX Международной молодежной научной конференции

Полярное сияние 2006

Ядерное будущее: безопасность, экономика и право

Содержание сборника

Секция «Безопасность ядерных технологий»

Все доклады секции


ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО БАНКА ДАННЫХ ПО РЕЖИМАМ ТЕЧЕНИЯ ДЛЯ ВЕРИФИКАЦИИ РАСЧЕТНОГО КОДА КОРСАР ПО РАСЧЕТНОМУ ОПРЕДЕЛЕНИЮ РЕЖИМОВ ТЕЧЕНИЯ

Ситников А.М., Агафонова Н.Д.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

В настоящее время большое внимание уделяется созданию оборудования для АЭС повышенной безопасности. В связи с этим, уже на стадии проектирования необходимо уметь предсказывать изменение основных теплогидродинамических параметров в элементах оборудования для целого спектра постулированных аварийных ситуаций, воспроизвести которые в реальных условиях для проверки расчетов невозможно. Последнее обстоятельство делает расчет единственным средством анализа нестационарных процессов в оборудовании ЯЭУ. Следовательно, существенно возрастает роль математического моделирования процессов, протекающих в энергооборудовании ЯЭУ в различных ситуациях, и соответствующих компьютерных программ, расчетных кодов (РК).

В любом РК, построенном на базе двухжидкостной модели двухфазного потока, все эмпирические формулы для описания теплового и силового взаимодействия фаз между собой и со стенкой, входящие в дифференциальные уравнения модели, выбираются с учетом принятых карт режимов течения. При этом между отдельными режимами устанавливаются переходные зоны. В различных РК карты отличаются как спектром режимов течения, так и величиной переходных зон. Результаты расчета во многом зависят от правильной идентификации режимов течения, поскольку это определяет корректный выбор замыкающих соотношений.

Следовательно, должна проводиться верификация кодов по расчетному определению режима течения, для чего необходимо привлекать надежные опытные данные. Для этой цели в представленной работе предлагается использование созданного авторами электронного банка данных по режимам течения. В электронный банк данных вошли результаты из опубликованных в открытой печати экспериментальных работ по исследованию режимов течения. Для верификации были отобраны работы, в которых прослеживается влияние основных параметров, определяющих структуру двухфазного потока, таких как диаметр канала, давление, ориентация в пространстве, направление потока.

В настоящей работе представлены результаты локальной верификации РК КОРСАР [1] по расчетному определению режимов течения с использованием экспериментов [2, 3, 4, 5].

В [2] изучалось распределение фаз и скоростей стратифицированного пароводяного потока в горизонтальной трубе большого диаметра (d = 0,180 м) в диапазоне давления от 7,7 до 11,8 МПа. В [3, 4] определялись режимы течения пароводяной смеси
в горизонтальной трубе малого диаметра (d = 0,00615 м) при низком давлении 0,21 МПа и в вертикальной трубе диаметром 0,01 м
при давлениях 3,5 и 7 МПа. В [5] рассматривалось влияние диаметра канала на структуру воздухо-водяного потока в вертикальной трубе. Было обработано 275 режимов.

Показано, что РК КОРСАР определяет режим течения с вероятностью ~0,6. Характер влияния диаметра канала на структуру потока в рассмотренных экспериментах и по результатам расчета оказался различным. Все это говорит о необходимости дополнительной верификации кода с привлечением более широкого круга работ.

Литература

1.              КОРСАР/В1. Пакет программ комплексного расчёта динамики ЯЭУ с водоводяными реакторами. Руководство пользователя. г. Сосновый Бор, 1999, 145с.

2.              Kewaji M., Anoda Y., Nakamura H. and Tasaka T. Phase and velocity distributions and holdup in high-pressure steam-water stratified flow in a large diameter horizontal pipe. Int. J.Multiphase Flow 2, 1987, 145-159.

3.              Берглeс, Лопина, Фиори. Исследование критических тепловых потоков и режимов течения пароводяной смеси в трубах при низких давлениях // Труды американского общества инженеров–механиков. Теплопередача, 1967. Т.89C, №1, с.82-90.

4.              Берглес А.И., Сю. М. Исследование режимов течения кипящей воды при высоком давлении / Достижения в области теплообмена. Сб. статей под ред. Боришанского В.М.- М.: Мир, 1970, с.30-55.

5.              Новохацкий Е.М. Влияние диаметра трубы на структуру потока двухфазной жидкости, движущейся в вертикальных трубах // Известия ВУЗов. Энергетика, 1961. №4, с 93-97.