Известия вузов. Ядерная энергетика

Рецензируемый научно-технический журнал. ISSN: 0204-3327

Виброакустическая динамика гетерогенных сред и конструкций ЯЭУ

29.05.2014 2014 - №01 Безопасность, надежность и диагностика ЯЭУ

В.С. Федотовский С.В. Лунина Е.А. Иванова

DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2014.1.07

УДК: 534-18

Виброакустическая динамика гетерогенных сред и систем включает в себя широкий круг направлений исследований. К ним относятся динамика многофазных дисперсных сред, насыщенных жидкостью, природных или искусственных пористых сред и композитных материалов. К одному из важнейших направлений относится виброакустическая динамика машин и аппаратов и, в частности, ядерных энергетических установок. Такие объекты ЯЭУ, как активная зона, состоящая из большого числа ТВС, тепловыделяющие сборки, состоящие из пучков твэлов, теплообменные аппараты и парогенераторы с пучками труб в ряде динамических задач целесообразно рассматривать как псевдооднородные среды с некоторыми эффективными динамическими свойствами, отражающими процессы взаимодействия стержневых элементов конструкций с теплоносителем.

В работе приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований, с единых позиций описывающих динамику дисперсных сред и гетерогенных систем. Получены зависимости для эффективной динамической плотности и трансляционной вязкости жидких дисперсных сред, отражающих релаксационный характер дисперсии звука в суспензиях, эмульсиях и двухфазных пузырьковых средах. Для твердых дисперсных сред (композитов), а также для пучков упругих стержней или труб в жидком теплоносителе получены резонансные зависимости, приводящие к существенным и практически важным виброакустическим эффектам. Для иллюстрации целесообразности и результативности использования концепции эффективных динамических свойств гетерогенных сред рассмотрены динамические задачи о собственных колебаниях оболочки с жидкостью и пучком упругих стержней, а также о гравитационных колебаниях жидкости со свободной поверхностью в баке с пучком стержней.

Ссылки

  1. Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. Т. 1, 2. – М.: Наука. 1987.
  2. Николаевский В.Н., Басниев К.С., Горбунов А.Т., Зотов Г.А. Механика насыщенных пористых сред. – М.: Недра. 1970.
  3. Кристенсен Р.М. Введение в механику композитов. – М.: Мир. 1982.
  4. Артоболевский И.И., Бобровницкий Ю.И., Генкин М.Д. Введение в акустическую динамику машин. – М.: Наука. 1979.
  5. Федотовский В.С. О динамике гетерогенных сред при виброакустических воздействиях. / Труды Математического центра им. Н.И. Лобачевского. – Казань: Изд-во Казан. матем. общества. –2002. –Т. 16.
  6. Федотовский В.С., Прохоров Ю.П., Верещагина Т.Н. Динамическая плотность и скорость распространения волн давления в дисперсных средах. // Теплоэнергетика. – 2001. – Т. 48. – № 3.– С.70-74.
  7. Накоряков В.Е., Покусаев Б.Г., Шрейбер И.Р. Волновая динамика газо-парожидкостных сред. – М.: Энергоатомиздат. 1990.
  8. Федотовский В.С., Верещагина Т.Н. Низкочастотная резонансная дисперсия звука в пузырьковых средах. // Акустический журнал. – 2009. – Т. 55. – № 6. – С. 712-718.
  9. Федотовский В.С., Верещагина Т.Н. Резонансная дисперсия продольных волн в дисперсных композитах. // Акустический журнал. – 2010. – Т. 56. – № 4. –С. 497-504.
  10. Федотовский В.С. Концепция эффективных динамических свойств гетерогенных систем при виброакустических воздействиях. / Труды Международной конференции «Теплофизические аспекты безопасности ВВЭР». – Обнинск: 1998. – Т. 1. – С. 200 -215.
  11. Федотовский В.С., Прохоров Ю.П., Верещагина Т.Н. Гидродинамически связанные колебания концентрических оболочек с пучками стержней или труб. // ВАНТ. Сер. Физика ядерных реакторов. – Вып. 1. – 1998.
  12. Fedotovskii V.S., Lunina S.V., Pilshchikova E.A. Natural vibrations of cylindrical shell containing fluid and rods bundles. 11 International Conference on Vibration Problem. ICOVP. / 9-12 September, 2013, Lisbon, Portugal. 2013. ID70.
  13. Федотовский В.С. Колебания жидкости со свободной поверхностью в резервуаре, содержащем пучок стержней. // Энергетика. – 1991. – № 3.

быстрый реактор математическая модель корпус реактора тепловыделяющий слой расплавленное топливо стоки тепла тяжелая авария расчетная область