- •1.1. Основные схемы аэс
- •1.2. Конструкционная схема канального реактора
- •1.3. Конструкционная схема корпусного реактора
- •1.4. Конструкционные схемы кассет и технологических каналов
- •2.1. Основные двух- и трехкоитурные
- •2.2. Общая характеристика парогенераторов
- •2.3. Основные схемы парогенераторов,
- •2.4. Основные схемы парогенераторов, обогреваемых жидким металлом
- •2.5. Парогенераторы, обогреваемые газами
- •3.1. Общая характеристика процесса генерации в парогенерирующем элементе
- •3.2. Генерация пара на плоских поверхностях в свободном объеме
- •3.3. Генерация пара на плоских поверхностях при направленном движении восходящего пароводяного потока
- •3.4. Определение реактивной силы жуковского и статической силы магнуса
- •3.5. Анализ действия сил на пузырек пара
- •3.6. Плотность центров парообразования на теплообменной поверхности
- •3.7. Частота отрыва паровых пузырьков
- •4.1. Изменение структуры пароводяного потока по длине парогенерирующего канала
- •4.2. Расходные характеристики пароводяного потока
- •4.3. Истинные характеристики пароводяного потока
- •4.4. Изменение основных характеристик пароводяного потока по длине парогенерирующего канала
- •4.5. Влияние давления на истинные
- •5.1. Определение истинного паросодержания
- •5.2. Определение истинного паросодержания
- •5.3. Определение истинного паросодержания в трубах методом просвечивания γ-излучением
- •5.4. Выбор нуклидов для просвечивания γ-излучением
- •6.1. Физическая модель восходящего пароводяного потока
- •6.2. Определение истинного паросодержания в парогенерирующих трубах
- •6.3. Определение истинного паросодержания в парогенерирующих кольцевых щелях
- •6.4. Определение истинного паросодержания в кассетах и технологических каналах
- •7.1. Гидравлические сопротивления
- •7.2. Гидравлическое сопротивление трения в кассетах при движении однофазных потоков
- •7.3. Уравнения движения двухфазного потока
- •7.4. Сопротивление дистанционирующих решеток при течении двухфазных потоков
- •7.5. Сопротивление трения в кассетах
- •7.6. Определение полного сопротивления в кассетах и технологических каналах
- •8.1. Гидравлическое сопротивление трения при движении однофазных потоков
- •8.2. Гидравлическое сопротивление трения при движении двухфазных потоков
- •8.3. Определение местных гидравлических сопротивлении
- •8.4. Влияние плотности теплового потока на гидравлическое сопротивление
- •9.1. Физическая основа естественной циркуляции
- •9.2. Движущий и полезный напоры
- •9.3. Среднеинтегральное паросодержание на участке парогенерирующего канала
- •9.4. Расчет естественной циркуляции в простых контурах
- •9.5. Расчет естественной циркуляции в сложных контурах
- •9.6. Экспериментальные исследования
- •9.7. Расчет естественной циркуляции по упрощенному методу
- •9.8. Показатели надежности естественной циркуляции
- •10.1. Уравнение гидродинамической характеристики
- •10.2. Тепловая и гидравлическая неравномерности параллельно включенных парогенерирующих каналов
- •10.3. Методы устранения межвитковых пульсаций
- •10.4. Экспериментальные исследования
- •10.5. Исследования гидродинамической устойчивости с использованием теории автоматического регулирования
- •11.1. Физическая основа безнапорного движения пара через слой жидкости
- •11.2. Парораспределительные дырчатые щиты
- •11.3. Гидродинамика барботажного слоя
- •11.4. Паропромывочные устройства
- •12.1. Сепарация пара в паровом объеме
- •12.2. Жалюзийная сепарация
- •12.3. Центробежная сепарация парожидкостных систем
- •12.4. Экспериментальные методы отбора проб пара и обоснование сепарирующих устройств
- •13.1. Требования к качеству пара и питательной воды
- •13.2. Уравнения солевого баланса
- •13.3. Условия получения чистого пара
- •13.4. Коррозионные процессы на поверхностях теплообмена со стороны рабочего тела
- •13.5. Отложение примесей воды на поверхностях
- •13.6. Водный режим в парогенераторах и реакторах
- •14.1. Теплообмен на погруженных теплоотдающих поверхностях
- •14.2. Теплообмен при пузырьковом кипении в условиях направленного движения потока
- •14.3. Теплообмен при кипении жидкости, не догретой до температуры насыщения
- •14.4. Режим ухудшенного теплообмена
- •14.5. Теплообмен при движении однофазных сред
- •14.6. Особенности теплообмена в активной зоне ядерного реактора
- •15.1. Механизм процесса кризиса теплообмена
- •15.2. Кризис теплообмена при кипении на погруженных поверхностях
- •15.3. Кризис теплообмена в условиях направленного движения пароводяного потока
- •15.4. Области кризиса теплообмена при продольном обтекании твэлов
- •15.5. Определение запаса до кризиса теплообмена в наиболее энергонапряжеиной кассете ядерного реактора
- •16.1. Общие положения при проектировании
- •16.2. Выбор числа петель и мощности
- •16.3. Расчет паропроизводительности
- •16.4. Теплотехнические расчеты
4.3. Истинные характеристики пароводяного потока
При подъемном движении парожидкостного потока скорости движения пара и жидкости не равны между собой. Скорость движения пара в восходящем пароводя-
ном потоке будет больше скорости пере-мещения жидкости. Различие в скоростях движения легкой и тяжелой фаз характеризуется процессом скольжения. Наличие процесса скольжения легкой паровой фазы относительно тяжелой жидкостной приводит к тому, что истин-ные характеристики (параметры) паро-жидкостного потока будут отличны от тех расходных характеристик, которые получены ранее при анализе упрощенной гомогенной модели движения двухфазного потока.
Истинные параметры потока легко
могут быть определены, если известно Рис. 4.2, Распре- истинное паросодержание φ, представ- деление пароводя- ляющее собой отношение доли сечения ной смеси по се- канала, занятой паром (рис. 4.2), f"
чению канала к полному проходному сечению:
φ = f''/f. (4.15)
Поскольку пар занимает не полное сечение трубы, а только часть ее f" = φf, уравнение материального баланса для паровой фазы в любом сечении запишется так:
М" = w0"ρ''f = w"ρ"φf, (4.16)
где w" — истинная скорость пара.
Из (4.16) определяем истинную скорость пара:
w" =w0"/φ. (4.17)
Аналогично (4.16) составим уравнение материального баланса для жидкой фазы:
М' = w0'ρ'f = w'ρ'(f—f"), (4.18)
где w' — истинная скорость жидкости в сечении канала. Принимая во внимание, что f" = φf, из (4.18) определяем истинную скорость жидкости:
w' = w0'/(1—φ). (4.19)
Относительная скорость (или скорость скольжения) пред-ставляет собой разность между истинными скоростями пара и жидкости:
wотн = w'' — w' = w0"/φ — w0'/ (1—φ) . (4.20)
При подъемном движении парожидкостного потока
wотн > 0, при опускном wотн < 0.
Причину возникновения относительной скорости, возни-кающей при движении парожидкостного потока, можно объяснить действием одной и той же силы на объем пара и жидкости, заключенный между сечениями а и б (рис. 4.2).
Если пренебречь градиентом давления по нормали к оси канала, то при подъемном движении под действием этой силы паровая фаза, обладающая меньшей плотностью, получит большее ускорение при опускном — меньшее.
Истинную плотность парожидкостного потока ρисм можно определить из уравнения материального баланса, записанного для объема, заключенного между сечениями а и б (рис. 4.2):
Mсм = ρисмVсм = ρ"V" + ρ'V', (4.21)
где Vсм = fH — полный объем канала, заключенный между сечениями а и б; V" = f"H — часть объема, заполненного паровой фазой; V' = (f—f")H — часть объема, заполненного жидкой фазой. Если в (4.21) подставить значения
Vсм, V" и V и решить уравнение относительно ρисм, то по-лучим
ρисм = φρ'' + (1 — φ)ρ', (4.22)
Тогда истинную скорость смеси wисм можно получить на основе уравнений (4.22) и (4.5):
wисм = Мсм/(ρисмf) = (w0''ρ'' + w0'ρ')/[φρ'' + (1—φ) ρ']. (4.23)
Для сравнения расходного объемного паросодержа-ния β с истинным паросодержанием φ воспользуемся
зависимостями (4.13) и (4.17):
(4.24)
С учетом (4.24)
φ = β (w0'' + w0') /w'' = β wсм/w". (4.25)
Так как истинная скорость пара w" при восходящем движении парожидкостного потока всегда больше расходной скорости смеси wсм, то φ всегда меньше β. Таким образом, из (4.25) следует, что φ = β, когда w"=wсм. Этот случай отвечает условию движения пароводяного потока при высоком давлении, близком к критическому или равному ему, поскольку структура парожидкостного потока становится близкой к гомогенной. Кроме того, при высоких паросодержаниях и больших скоростях парожидкостного потока возможны также предпосылки для удовлетворения равенства w" = wсм. В этих условиях парожидкостный поток становится похожим на гомогенизированную эмульсию.
Так как в общем случае φ и β не равны между собой, то и истинная плотность смеси ρисм не равна расходной плотности ρсм. При β > φ получается ρисм > рсм, в связи с чем истинная скорость смеси wисм оказывается меньше расходной wсм Истинное паросодержание φ (так же как и β) изменяется от нуля до единицы; φ = 0 при отсутствии пара в канале и φ = 1, когда все сечение занято одним паром.
Следует отметить, что все рассуждения, приведенные ранее, относятся к условию движения адиабатного паро-водяного потока в вертикальных каналах.
Влияние пузырьков пара, зарождающихся на теплооб-менных поверхностях и растущих до момента отрыва, на истинные характеристики будет рассмотрено позднее, в гл. 6.