Вынужденное течение в каналах
ламинарный режим
(Re Pr ( d l )) 10 |
|
|
|
|
|
|
Определяющая температура |
t = |
(tw |
+ t f ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
Вынужденное течение в каналах
течение может быть неустойчивым
ламинарный
турбулентный
ламинарный
пульсации давления и пульсации характеристик теплообмена
Конструкторам: исключить работу оборудования в переходном режиме
Вынужденное течение в каналах
турбулентный режим Nu = C Rem Prn
Для участка стабилизированного теплообмена при течении воды
Для начального участка вводится поправка С(Pr, x/d)
Вынужденное течение в каналах
Локальное число Нуссельта для турбулентного течения
формула Петухова Б. С., Кириллова В. В.
Nu =
K
K =1 + 900
Re
(x 8)Re Pr C |
|
|
|
|
|
|
t |
|
+ 4,5 |
x(Pr |
2 3 |
−1) |
|
|
|
|
|
|
|
−2 |
|
x = (1,82 lg Re−1,64) |
Ct - поправка на неизотермичность потока
Вынужденное течение в каналах
Шероховатые трубы
гидродинамически
гладкая
поверхность
пристенная ламинарная пленка
гидродинамически
негладкая
поверхность
= |
f (Re) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pr |
|
|
0,25 |
|
|
0,8 |
|
0,47 |
f |
|
Nu = 0,022 Re |
Pr |
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pr |
|
|
ш |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
w |
|
Сш - поправка на влияние шероховатости Сш = f ( s
)
Шероховатость увеличивает интенсивность теплообмена, т.к.
вызывает дополнительную турбулизацию пограничного слоя
Пучки стержней (продольное обтекание)
Тепловыделяющие сборки (ТВС) ядерных реакторов
треугольная упаковка |
квадратная упаковка |
Особенности теплообмена в пучках стержней по сравнению с трубой
Неравномерное распределение по периметру твэлов :
|
касательных |
скорости |
температуры |
|
напряжений |
|
|
|
Вынужденное течение в каналах
Поле температур в твэле определяется не только свойствами теплоносителя и распределением скоростей около твэла, но и
параметрами твэла (размерами сердечника и оболочки, их теплопроводностью, контактным термическим сопротивлением
между ними
безразмерный коэффициент теплопроводности твэлов, параметр теплового моделирования
Ушаков П.А. (ФЭИ) ek = f ( f |
, w , 1 , 2 ,...R1 ,R2 ,R3 ,...,Rc ) |
|
|
|
|
|
Nu = f (Re, Pr, |
x, ek ) |
|
х = s/d - относительный шаг решетки стержней
Вынужденное течение в каналах
Характерный размер - гидравлический диаметр бесконечной
решетки стержней
Треугольная упаковка стержней
|
Квадратная упаковка |
d |
|
= d |
4 |
|
г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d2
3 x2 −1
|
Nu = A Re |
0,8 |
Pr |
0,4 |
15% |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A = 0,0165 + 0,02 |
|
− |
0,91 |
x |
0,15 |
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для тесных пучков
(x<1,2)
нужно учитывать
Вынужденное течение в каналах
Методы интенсификации теплообмена твэлов с
помощью ребер (газовые реакторы)
230
