Publication: Экспериментальное исследование процессов неизотермического смешения встречных потоков несжимаемой жидкости в тройниковом узле
Файлы
Дата
2023
Авторы
Рязапов, Р. Р.
Соборнов, А. Е.
Дмитриев, С. М.
Мацин, Н. В.
Котин, А. В.
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Издатель
Аннотация
Процессы неизотермического смешения потоков теплоносителя в элементах энергетического оборудования водоохлаждаемых реакторных установок сопровождаются термопульсациями, интенсивность которых может достигать значений, приводящих к усталостному разрушению. Получение необходимых для оценки ресурса оборудования характеристик термопульсаций возможно с применением численных методов. Однако результаты расчетов нуждаются в валидации на основе экспериментально полученных полей тепловых и гидродинамических параметров среды. Для получения представления о механизме возникновения и характеристиках термопульсаций проведено экспериментальное исследование структуры потока при неизотермическом смешении в тройниковом узле.
Экспериментальный стенд представляет собой гидравлически замкнутый контур. В качестве теплоносителя применена вода. Экспериментальная модель выполнена геометрически подобной участку, входящему в состав высокотемпературного стенда для исследования влияния термоциклических нагрузок на ресурсные характеристики конструкционных материалов энергетического оборудования. Модель представляет собой тройниковый узел типа «встречный впрыск», состоящий из основной и расположенной под углом периферийной труб. Коэффициент геометрического подобия K = 4/3. Материал модели – прозрачное органическое стекло. Визуализация структуры потока осуществлялась путем инжекции в поток контрастного трассера, обладающего схожей со смешиваемыми средами плотностью. Введение трассера проводилось последовательно в четырех точках с видеофиксацией процесса смешения с частотой 30 Гц. Для измерения температуры применены термопары.
Получены фрагменты видеозаписи процесса смешения, а также синхронные с ними экспериментальные реализации температуры. Отслежено образование вихревых потоков в зоне смешения, определены масштабы вихрей, осредненные по времени профили температуры потока, профили интенсивности термопульсаций. Совместный анализ структуры и температурного состояния потока позволил объяснить характер термопульсаций во фронтальной относительно периферийной трубы области.
Описание
Ключевые слова
Цитирование
Рязапов Р.Р., Соборнов А.Е., Дмитриев С.М., Мацин Н.В., Котин А.В. Экспериментальное исследование процессов неизотермического смешения встречных потоков несжимаемой жидкости в тройниковом узле. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2023. – № 1. – С. 57-69. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2023.1.05 .