ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Об уравнениях переноса в двухфазных потоках из "Справочник по теплогидравлическим расчетам " Двухфазный поток характеризуется мгновенными значениями в данной точке потока истинной плотности Р] и р первой и второй фаз, скорости auj и auj, температуры ty и 2 энтальпии ij и давления pi и р . [c.16] Для описания переноса в двухфазных потоках имеются два подхода. Один подход основывается на представлении, что двухфазный поток является гомогенным с непрерывным плавным изменением свойств, в общем случае зависящих от относительной концентрации фаз. Часто за основу берется преобладающая фаза и учитывается влияние второй фазы на свойства всего потока. [c.16] Второй подход основывается на более реальном иредставлении о наличии четкой границы между фазами. Тогда для каждой фазы записываются уравнения, аналогичные рассмотренным для однофазных потоков ламинарных или турбулентных. Необходимо далее учесть процессы взаимодействия фаз на границах раздела. Даже при изотермическом течении двухфазной смеси задача такого описания достаточно сложна и рассматривается упрощенно для реальных частных случаев. [c.16] В случае неравновесного неизотермического движения потока ири наличии испарения или конденсации одной из фаз, кроме сил механического взаимодействия, следует учитывать теплообмен между фазами, поток конденсации (или испарения), а также уравнения термодинамического состояния каждой фазы. Все это делает задачу использования такого подхода для инженерных расчетов весьма трудной. Поэтому в последующих главах даются эмпирические соотношения для описания гидродинамики и теплообмена в таких потоках. [c.16] Подробно уравнения переноса в двухфазных потоках приведены и проанализированы в книге Делайе Дж., Гио М., Ритмюллер М. Теплообмен и гидродинамика в атомной энергетике и промышленных устройствах Пер. с англ. — М. Энергоатомиздат, 1984. [c.16] Гидравлическая система ядерной энергетической установки состоит из трубопроводов, коллекторов, каналов активной зоны и предназначена для прокачки теплоносителя. Дополнительными устройствами, входящими в гидравлическую систему, являются теплообменные аппараты, парогенераторы, арматура, дроссельные и сепарирующие устройства. Замкнутая гидравлическая система подводящих и отводящих трубопроводов, распределительных устройств внутри корпуса реактора и каналов (кассет) с тепловыделяющими элементами называется циркуляционным контуром. [c.17] Большинство гидродинамических расчетов в ядерной энергетике связано с течениями в каналах. Главными задачами при расчете таких течений (преиму-щественно несжимаемых однофазных сред) являются определение гидравлических сопротивлений каналов различной формы и местных сопротивлений расчет распределения расходов расчет распределения скоростей расчет распределения касательных напряжений. Целью расчета гидравлических сопротивлений является определение потерь давления в каналах и затрат мощности на прокачку теплоносителя. [c.17] Для гидравлических расчетов используются следующие величины, характеризующие поток в каналах геометрические характеристики канала (площадь сечения, гидравлический диаметр или другой определяющий размер, абсолютная эквивалентная шероховатость и т. д.) скорость плотность среды. Средняя плотность среды определяется по средней температуре среды в канале на данном участке. Все теплоносители, используемые в атомной энергетике, включая жидкие металлы, являются ньютоновскими жидкостями и, таким образом, подчиняются общим закономерностям. [c.17] Величина А=0, если профиль скоростей) на входе в канал установившийся. Для плоского профиля скоростей на входе к = 1,16 для круглой трубы, к =0,63 для плоской щели, к = 1,1-г2,02 для прямоугольной трубы при ЫЬ = 0,125- - 1,0. [c.18] Трубы с неравномерной шероховатостью считаются гидравлически гладкими, если Д/г/р 15 /Не, откуда предельное число Рейнольдса Нецред = 15 г/р/Д. Число Рейнольдса, определяющее границу наступления квадратичного закона сопротивления, равно Нврр 560 г/ /Д. [c.18] В современных энергетических установках наблюдается тенденция к использованию все более высоких скоростей теплоносителей. Это приводит к тому, что часто каналы работают в области квадратичного закона сопротивления, где важ-. ное значение приобретает точное значение Д. Поскольку в справочниках приводятся лишь весьма ориентировочные значения этой величины, то для точных расчетов необходимы специальные измерения абсолютной эквивалентной шероховатости выбранных трубопроводов. [c.18] Здесь Р1, Ра — средние значения плотности в различных частях контура, кг/м к — высота каналов или частей контура, м. [c.18] При неизотермическом течении необходимо учитывать влияние изменения свойств по сечению потока на коэффициент сопротивления трения из- Поправка на неизотермичность зависит для жидкостей от соотношения вязкости, а для газов — от отношения температур (см. гл. 3). [c.20] Диапазон применения формулы (1.15) 0 (0,1+0,5 е) 0,3 Ке = 6- 10 -г 2,5-10 . [c.20] Диапазон применения х= 1,05-4-1,25 Т д. 5 Ке = 10 -4-2.10 число ребер 2 — 4. [c.22] Значения коэффициента С приведены в табл, 1.2. В числе Re за характерный раз, мер принят наружный диаметр труб. Определяющая скорость — средняя ско рость в узком сечении пучка. [c.24] Коэффициенты сопротивления при резком изменении сечения канала определяют по табл. 1,3, где рассмотрены наиболее простые случаи местных сопротивлений. Другие случаи см. в [2, 5, 10]. Сопротивления рассчитывают по скорости в меньшем сечении оЗц, (б б — большее сечение). [c.24] Общие положения. Поля скоростей определяют в большой степени поля температур по объему теплообменников и реакторов. Касательные напряжения характеризуют силы взаимодействия потока со стенкой канала. Значение касательного напряжения То является исходной величиной для вычисления скорости трения = [/то/р, являющейся масштабом для построения универсального распределения скорости (т. е. распределения, не зависящего от числа Рейнольдса и размерной координаты). [c.27] В каналах сложного поперечного сечения Тд изменяется вдоль периметра. Расчет распределения касательных напряжений на стенке и распределения скоростей при турбулентном течении в каналах произвольного сечения см. в [8]. Принципиальным является факт справедливости универсального распределения скорости w/v = / (yv.Jv) по нормали к поверхности. Лишь при малом радиусе кривизны периметра профиль скорости отличается от универсального. [c.27] Расчет гидродинамики сложных каналов проводится полуэмпирическими методами. Наиболее полной математической моделью турбулентного обмена является теория Н. И. Булеева. Приближенными методами являются метод Дейс-слера—Тейлора, а также Д. С. Кокорева и др. Развитие последнего и доведение его до практических рекомендаций выполнено П. А. Ушаковым и М. X. Г. Ибрагимовым. [c.27] Вернуться к основной статье