Расчетно-экспериментальное исследование термопульсаций фрагмента коллекторного узла теплообменника системы очистки и расхолаживания водо-водяных реакторов

04.04.2015 2015 - №01 Теплофизика и теплогидравлика

С.М. Дмитриев Р.Р. Рязапов А.Е. Соборнов А.В. Котин А.В. Мамаев

https://doi.org/10.26583/npe.2015.1.10

Разработана и изготовлена экспериментальная модель фрагмента коллекторного узла теплообменника системы очистки и расхолаживания водо-водяных реакторов. С использованием данной модели проведены экспериментальные исследования температурного состояния.

Получены экспериментальные распределения температуры в характерных зонах исследуемого коллекторного узла. Определены наиболее термически напряженные зоны теплообменной поверхности. Выполнен анализ интенсивности пульсаций температур теплообменной поверхности и потока теплоносителя в различных зонах, представлены статистические и спектральные характеристики пульсаций температуры. Предложены решения, направленные на снижение интенсивности термопульсаций.

Разработана расчетная модель фрагмента коллекторного узла теплообменника, даны рекомендации по построению расчетных моделей. Приведены результаты численного моделирования нестационарного температурного состояния и характеристик температурных пульсаций при различных режимах обтекания модели c применением CFD-кода ANSYS CFX 14.0.

Произведен сравнительный анализ экспериментальных и расчетных данных. Показано, что расчетные данные совпадают с экспериментальным с достаточной точностью, что дает возможность использовать построенную расчетную модель при дальнейшем обосновании конструкции теплообменника.

Ссылки

1. Судаков А.В. Пульсации температур и долговечность элементов энергооборудования. / А.В. Судаков, А.С. Трофимов. – Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд., 1989. – 176 с.
2. Судаков А.В. Напряжения при пульсациях температур. / А.В. Судаков, А.С. Трофимов. – М.: Атомиздат, 1980. – 64 с.
3. Будов В.М. Форсированные теплообменники ЯЭУ. / В.М. Будов, С.М. Дмитриев. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 174 c.
4. Рязапов Р.Р. и др. Экспериментальное исследование нестационарного температурного состояния и характеристик термопульсаций фрагмента коллекторного узла теплообменника ЯЭУ. / Труды Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева. – Нижний Новгород, НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2013. № 4 (101). – С. 206 – 212.
5. ANSYS CFX-Pre User’s Guide ANSYS, Inc. Release 14.0. 2011.
6. Козелков А.С. Математические модели и алгоритмы для имитационного моделирования задач гидродинамики и аэродинамики: учебное пособие./ А.С. Козелков и др. - Нижний Новгород, НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2014. – 164с.
7. Снегирев А.Ю. Высокопроизводительные вычисления в технической физике. Численное моделирование турбулентных течений: учебное пособие. / А.Ю. Снегирев. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2009. – 143 с.
8. Menter F.R. Best Practice: Scale-Resolving Simulations in ANSYS CFD Version 11.0. ANSYS Germany GmbH, 2012. – 70 c.

теплообмен температурное состояние термопульсации теплоноситель коллекторный узел CFD

Ссылка для цитирования статьи: Дмитриев С.М., Рязапов Р.Р., Соборнов А.Е., Котин А.В., Мамаев А.В. Расчетно-экспериментальное исследование термопульсаций фрагмента коллекторного узла теплообменника системы очистки и расхолаживания водо-водяных реакторов. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2015. – № 1. – С. 92-102. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2015.1.10 .