Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Динамика и управление ядерным ракетным двигателем [Текст] 1974. - 253 с

.pdf
Скачиваний:
41
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
8.52 Mб
Скачать

Рис. П.2.1. Вид

функций hi(t, т_), gi(t, т_)

и функции,

предельной для gi(t,x_).

На рис. П.2.1,а показан вид

функций hx {t, х_)

и gi(t, х_),

а также вид предельной для gi(t, х_) функции.

 

Функции h2j (X, t ) = * - ^ h 2 (t,

х+ж, х_ж, х —хж) и

й2р (*, 0 =

=Л2 (/—х_ + т _ ж, т_х, т+зс, 0) имеют в V [0, оо) и Ly [0, оо)нор-

мы, неограниченно нарастающие при М->0; их первообразные име­ ют уже ограниченные при М->0 нормы в Z.x [0, оо); соответственно

U2 J

М =

 

+ M + d f t T r

rn

 

 

 

т ож

(2то—Тож)

2 (2 + d*Tr)(l

М 2)

т ° *

— г °х '

--------- ^

л

 

 

 

 

 

м - >

о

4

 

 

 

 

 

 

 

 

т2

1 + М + dkTr

 

 

 

 

 

 

 

 

&2 Р (х) :

 

 

10Х

 

 

 

-----

. Функции k2h (х,

t) —

2(1 —М2)

2 + d£T

 

 

t

 

м -

 

4

 

 

 

 

t—т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

J

£2ä (*. и) du {k—J ,

p) заключены между s (t) b2u (x) [1—(ab)

T ]

 

o

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

% W

 

[ 1 - H ) (<+T)/T] s ( 0

и вместе с ними

сходятся в метрике

L\ [0, 0°) \k<ig{x, t)

к

—Т°^—

—eT 2t/u) s (t) и k2p (x, t) —K

X2

( l —e— 2t!x«) s (t) . На рис. П.2.1 б,

в

показан вид этих функ-

——

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ций для х =

1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из сходимости

функций

g1 (t — х_ +

х_х,

х_ ж)

и k2h (х, О

(А =

<7, р)

следует сходимость реакций у (х)

у (0) на воздействия

ij

и ке из

 

класса Fs =

з

к реакциям звеньев с передаточными

 

П Ф;

 

 

 

 

 

 

 

і= і

 

 

 

 

 

 

1

 

 

функциями

соответственно — dr

О

e~ pV

)

1 -

 

+

ТоР +

2

 

 

 

 

 

 

 

 

1— е

 

 

 

,

Чх (2 х0 — хож) р2з

PT°X

ЧхЦ

зж Р +

4'

 

 

 

2k (х0р+2)

 

и — I dr

XqP+ 2

 

2k

 

т0р+2

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

оі'т *

 

^

(сходимость равномерна по і и по классу f 3). Таким образом, реак­ ция у (х) у (0) на воздействие і; = ле из класса F3 сходится

к реакции звена

с передаточной функцией

- рт"

dr (1 — е

0JC) +

.

W

-J , т. е. к реакции по этому каналу системы (П.2.16).

 

+

 

 

 

Исследование

асимптотических свойств

реакций потока газа

при М -> 0 показывает значительную их зависимость как от рас­ сматриваемого канала передачи воздействий, так и от класса воз­ действий на входе канала. Так, для класса F равномерно ограни­

ченных по

модулю функций из R сходимость реакций

потока,

равномерная

по t и F,

имеет место лишь по каналам г); -*■ т] {х)

и т]г -» I (х);

при этом реакции сходятся к реакциям по тем же ка­

налам системы (П.2.16),

соответствующей

М= 0. Для

каналов

же ij -> у (х) — у (0)

и

ле -> у (х) = у (0)

сходимость

имеет

248

место лишь на более узком классе F3 воздействий, являющихся трехкратными интегралами от функций из R и имеющих значе­ ния и три первых производных равномерно ограниченными по мо­ дулю. По остальным каналам сходимость имеет место на классе Fi или F2- При этом сумма реакций одной и той же величины на воздействия по і; и пе сходится к реакциям той же величины на воздействие і, = ле в системе (П.2.16). Порознь же эти реакции сходятся к реакциям, соответствующим различным динамическим звеньям, их характерным общим свойством является наличие фик­ сированной постоянной времени т0/2, зависящей лишь от времени прохождения (на номинальном режиме) частицей газа пути от входно­

го сечения до

выходного. Ту

же постоянную времени имеют звенья,

соответствующие

пределам

при М -> 0

реакций

у (х)

^ [0,

/])

на воздействие т]*

(из

класса

Ft); разность же

у (х) — у (0) схо­

дится

к реакции

той

же

разности

на то же воздействие в систе­

ме (П.2.16).

 

 

особенность

асимптотики

исследуемого по­

Отметим еще одну

тока газа: для выходного

сечения (х ~= I)

реакции т| (х)

и і (х)

на

ij, яе и Iі ^= ле сходятся при М ->- 0 на

более широком классе воз­

действий, чем для промежуточных сечений [х(Д0, /)].

 

 

Замечание. Классы входных воздействий, для которых уста­

навливается сходимость (при М ->

0)

реакций

газового потока,

можно расширить, если ввести

в рассмотрение подкласс V класса

F всех

функций,

имеющих

ограниченную

(общей для

класса

V

константой) вариацию на [0,

оо ), и

подкласс V;

класса F (і >

1)

всех функций,

имеющих

ограниченную

[общей

для

класса

Ѵі

константой] вариацию (на [0,

оо )] і-й производной.

 

 

 

Действительно, переходные функции системы (П.2.6) и их

предельные (при М -»

0) функции относятся к классу N функций

ограниченной на [0, ос ) вариации, разлагающихся на скачкооб­

разную и абсолютно

непрерывную составляющие. Реакция звена

с переходной функцией Л из этого класса на воздействие

F может

быть представлена в

виде

 

 

t

 

 

z(t)=^\f ( t - u )d h (u )

(П.2.29)

b

и для f ^ V оцениваться следующим образом:

I г (<) I <

sup

\h(u)\U™f.

(П.2.30)

 

о < и < /

 

 

Отсюда следует, что равномерная по t сходимость переходных функций из класса N эквивалентна сходимости реакций звена на любое воздействие из класса V, равномерной по t и по классу V.

Для воздействия / из класса Ѵх реакция звена может быть пред­ ставлена в виде

t

t

 

z (0 = —

(u)df{t- « ) = { g (t —u ) d f (и),

(П.2.31)

о

о

 

249

из которого следует, что равномерная сходимость функций g (g (t) = t

= )h (и) du) эквивалентна сходимости реакций звена на любое

о

воздействие из класса Ѵг, равномерной по t и по классу Ѵг.

Наконец, для воздействия f из класса Ѵ2 реакция звена пред­ ставляется в виде

t

t

z (t) = [ g ( t - и) f" (u) d u =

—j’ k ( t - u ) df" (и), (П.2.32)

ö

о

из которого следует, что равномерная сходимость функций k (k (t) = t

= (и) du) эквивалентна сходимости реакций звена на любое

о

воздействие из класса Ѵ2, равномерной по t и по классу Ѵ2.

Применение приведенных здесь соображений к исследуемому газовому потоку приводит к следующим выводам.

1. Так как функции 2Мh0(t), ha (t), h1(t, т) и Aq2 (t) сходятся

при М

0

к своим пределам

соответственно

 

 

е

2*/т°) S(t),

-^ -(і + е ~ 2(/ т°) s (t), е—2^ т° s (t) HS (/)

 

не

только

в

метрике

Т^[0, оо),

но и равномерно,

получаем сходимость

реакций

г| (/) и

I (/)

на I;, п е и Iі =

п е , а также реакции у

( х)

на тр

для любых воз­

действий из класса V (равномерную

по t

и по классу

V).

 

 

 

2.

Так

как функции gi{t, т—тх)

и £і(<, хх)

сходятся

при

М -> 0 к своим пределам { соответственно —-----— ( і —е —2^ T°)s

(t)

и - ^ - ( l—е

2t!x°)s(t) не только в

метрике L[ [0,

ос),

но и равно­

мерно,

получаем сходимость реакций т} (х) и і(х)(х:^

(0, /))

на лю­

бое

воздействие

і,,

ле и ц = л е из класса Ѵх (равномерную

по t и

по классу Ух).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Так как функции gx{t,

т_ж),

(х,

t) и k2p(x, t)

сходят­

ся

при

М -> 0

к

функциям

соответственно

- ^ - ( і—е

2^ T°)s(/);

Т°ж

 

 

( і —е

2^т°) s (t)

и ~ ~ ( і —е

2^т°) s (/)

 

не только в

250

метрике L[ [0, оо), но и равномерно, получаем сходимость реакции

у (х) на любое

воздействие ц, ле и ц = я е из класса К2 (равномер­

ную по t и по

классу Ѵ2)■

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Вукалович М. П., Новиков И. И. Техническая термодинамика.

М.. «Наука», 1972, с. 146.

2.Булгаков Б. В. Колебания. М. — Л., Гостехиздат, 1954, с. 568.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие ...................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

Г л а в а

1. Ф и з и ч е с к и е о с н о в ы р а б о т ы я д е р н ы х р а к е т н ы х

 

 

 

 

д в и га т е л е й ...............................................................................

 

 

 

 

 

 

5

Список

литературы...............................................................................

 

 

 

 

 

 

 

20

Г л а в а 2. Д и н а м и к а р е а к т о р а с тв е р д ы м д е л я щ и м с я в е щ е ­

 

 

 

 

с тв о м

 

 

..................................................................................

 

 

 

 

 

22

 

§

1.

Уравнения

процессов

кинетики

нейтронов

.

.

22

§

2. Уравнения динамики твэла и теплоносителя

.

.

30

§

3.

Динамика

системы

твэл — теплоноситель вбли­

 

§

4.

зи номинального режима...........................................

 

 

.

35

50

Динамика твэла и теплоносителя «вбольшом»

.

§

5. Нульмерное (сосредоточенное)

описание динамики

 

Список

 

системы

твэл—теплоноситель

...............................

 

 

62

70

литературы

 

...........................................................................

 

 

 

 

 

 

Г л а в а

3. Д и н а м и к а эл е м е н то в с и с те м ы п о д а ч и р а б о ч е го

 

 

 

те л а

 

...................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

72

§

 

6.

Теплообменные устройства, элементыохлаждения

72

§

 

7.

Турбонасосные агрегаты.........................................

 

 

 

88

 

§

 

8.

Местные сопротивления и регулирующие органы 94

§

 

9.

Трубопроводы ................................................................

 

 

 

 

 

99

96

§

10.

Газовые

тракты .........................................................

 

 

 

 

 

 

Список литературы.......................................................................

 

 

 

 

 

 

113

 

Г л а в а

4 . И с с л е д о в а н и е д и н а м и к и и в о п р о с ы у п р а в л е н и я

 

 

 

 

Я Р Д

с

т в е р д ы м д е л я щ и м с я в е щ е с тв о м . .

.. 114

§

11.

Исследование ЯРД

как объекта

управления

 

§

 

вблизи

номинального

реж им а..............................

 

.

114

 

12.

Управление ЯРД на номинальном режиме

.. 119

§ 13.

Динамика ЯРД на пусковых режимах и режи­

 

§

 

мах останова...............................................................

 

пуска

Я Р Д

 

143

 

14.

Задача

оптимального

 

152

 

§

15.

Экспериментальные

 

исследования динамики

и

 

 

 

управления

Я Р Д ......................................................

 

 

 

 

 

160

 

Список литературы......................................................................

 

 

 

 

 

 

170

 

252

Г л а в а 5. М а т е м а т и ч е с к о е о п и с а н и е н е с т а ц и о н а р н ы х п р о ­

цессов в Я Р Д с га з о о б р а з н ы м д е л я щ и м с я

ве­

щ е с тв о м .......................................................................................

172

§ 16. Процессы кинетики нейтронов в реакторе с цир­

кулирующим горючим.....................................................

172

§17. Термодинамические и магнитогидродинамические процессы в движущихся рабочих средах . . . . 184

§18. Постановка краевых задач и методы численных расчетов динамикигазофазного реактора . . . . 201

Список

литературы ....................................................................

225

Приложение

1. О переходе от многомерных

уравнений

к одномерным......................................................................................

228

Список литературы..............................................................................

233

Приложение 2. Оценка влияния эффекта накопления массы

на процессы

передачи тепла ...............................................

233

Список

литературы .....................................................................

251

Виктор Викторович Бугровский, Виктор Павлович Жуков, Сергей Сергеевич Преображенский, Энгель Михайлович Солнечный,

Георгий Михайлович Уланов, Борис Ефимович Чупрун

ДИНАМИКА И УПРАВЛЕНИЕ ЯДЕРНЫМ РАКЕТНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

Редактор О. А. Степеннова

Художественный редактор А. Т. Кирьянов Переплет художника В. П. Сысоева Технический редактор Н. А. Власова Корректоры: О. М. Герасимова, Н. А. Смирнова

Сдано в

набор 8.VIII. 1973

г.

Подписано к печати

15.111. 1974 г.

Т-03094

Формат

84Х 108Ѵз2.

Бумага кн. журн.

Уел. печ. л.

13,44,

Уч.-изд.

л. 13,94. Тираж 1340 экз.

Цена 1 р. 63 к. Зак.

изд. 69156. Зак.

тип. 469

 

Атомиздат, 103031, Москва, К-31, ул. Жданова, 5.

 

 

Московская типография Ne 4 Союзполиграфпрома

 

 

при Государственном комитете Совета Министров СССР

 

 

по делам издательств, полиграфии и книжной торговли

 

 

Москва,

И-41,

Б. Переяславская ул., 46

 

ВНИМАНИЮ ЧИТАТЕЛЕЙ!

На базах и складах Союзкниги и издательства имеется следую­ щая литература:

Исследование

напряжений

и

прочности

корпуса

реактора.

Сб. статей. Под ред. С.

В. Серенсена и др. 1968,

280 стр.,

1 р. 84 к.

К о м а р о в с к и й

А. Н. Строительство ядерных

установок.

Изд. 3-е. 1969, 503 стр., 6 р. 27 к.

 

 

 

 

 

К у з о в л е в Г.

М.

Специальные

гидротехнические

сооружения

на атомных предприятиях. Изд. 2-е, 1973, 339 стр., 3 р.

15 к.

По п о в А. Ф.

Эксплуатация

приборов и регуляторов

на АЭС.

1970, 190 стр., 51 к.

 

 

 

 

 

 

 

Заказы принимают

все книжные магазины, распространяющие

научно-техническую литературу. В Москве обращайтесь по адресу: Москва, Центр, ул. Петровка, 15, магазин № 8, отдел «Книга поч­ той».

АТОМИ3ДАТ

ВНИМАНИЮ ЧИТАТЕЛЕЙ!

В 1974 г. выйдет в свет книга

Методы расчета полей тепловых нейтронов в решетках реак­ торов. Под ред. д-ра физ.-мат. наук Я. В. Шевелева. М., Атомиздат, 25 л., 2 р. 70 к., в пер. Авт.: Лалетин Н. И., Лиман Г. Ф., Майо­ ров Л. В. и др.

Проектируя и рассчитывая ядерный реактор, важно иметь пра­ вильное представление о точности применяемых расчетных методов, о достоверности используемых рабочих математических моделей. Такое представление можно получить, сравнивая рабочие модели с эталонной, возможно, более реалистичной.

Книга посвящена развитию таких методов расчета закона рас­ сеяния и методов решения многоскоростного кинетического уравне­ ния Больцмана, на основе которых могут быть созданы (или уже созданы) программы, приближающиеся -к эталонным. Дается оцен­ ка точности некоторых приближенных методов, используемых в реак­ торных расчетах. Проведены аналитические оценки чувствительно­ сти некоторых реакторных параметров к деталям закона взаимо­ действия нейтрона с реакторными материалами.

Книга рассчитана на научных работников, аспирантов, инжене- ров-физиков, работающих в области атомной энергетики, а также на студентов старших курсов, специализирующихся в области тео­ рии и физики ядерных реакторов.

Заказы принимают все книжные магазины, распространяющие научно-техническую литературу. В Москве обращайтесь по адресу: Москва, Центр, ул. Петровка, 15, магазин № 8, отдел «Книга поч­

той».

АТОМИЗДАТ