Плотность теплового

Согласно основному закону теплопроводности — закону Фурье (1822), вектор плотности теплового потока, передаваемого теплопроводностью, пропорционален градиенту температуры [c.71]

Однородная плоская стенка. Простейшей и очень распространенной задачей, решаемой теорией теплообмена, является определение плотности теплового потока, передаваемого через плоскую стенку толщиной 6, на поверхностях которой поддерживаются температуры t И /,-2 (рис, 8,2). Температура изменяется только по толщине пластины — по одной координате х. Такие задачи называются одномерными, решения их наиболее просты, и в данном курсе мы ограничимся рассмотрением только одномерных задач. Учитывая, что для одномерного случая [c.72]

В стационарных условиях, когда энергия не расходуется на нагрев, плотность теплового потока q неизменна по [c.72]

Полученная простейшая формула имеет очень широкое распространение в тепловых расчетах. По этой формуле не только рассчитывают плотности теплового потока через плоские стенки, но и делают оценки для случаев более сложных, упрощенно заменяя в расчетах стенки сложной конфигурации на плоскую. Иногда уже на основании оценки тот или иной вариант отвергается без дальнейших затрат времени на его детальную проработку. [c.72]

В связи с особенностями течения жидкости в трубе изменяется и само понятие коэффициента теплоотдачи. Для пластины коэффициент а рассчитывался как отношение плотности теплового потока q к разности температур внешнего невозмущенного потока и поверхности (или наоборот при В трубе по- [c.81]

Довольно часто приходится рассчитывать теплообмен естественной конвекцией в узких глухих каналах. Типичный пример — перенос теплоты между оконными стеклами. Среднюю плотность теплового потока q между поверхностями, разделенными прослойкой газа или жидкости толщиной б, можно рассчитывать, как в случае переноса теплоты теплопроводностью через плоскую стенку [c.86]

Рис. 10.3. Зависимость плотности теплового потока q и коэффициента теплоотдачи а от перегрева стенки = —

В большинстве технических устройств (паровых котлах, ядерных реакторах, электронагревателях) стараются не приближаться к критической плотности теплового потока кр При р = = 0,1 МПа для воды <7кр = (1,1- - [c.87]

Это и есть плотность теплового потока д]-2, передаваемого от первой пластины ко второй при наличии экрана. [c.94]

Обычно считают, что конвекция и излучение не влияют друг на друга. Коэффициент теплоотдачи конвекцией к считают по формулам, приведенным в гл. 10, а под коэффициентом теплоотдачи излучением понимают отношение плотности теплового потока излучением [c.97]

В случае теплопередачи через плоскую стенку (см. рис. 12.1), для которой Rk = 6/ XF), а площади поверхностей плоской стенки одинаковы с обеих сторон (Fi = Fi = F), удобнее рассчитывать плотность теплового потока q. Тогда [c.98]

II рода — задана плотность теплового потока на поверхности тела [c.112]

Приведены теоретический расчет коэффициента сопротивления струи в шаровой ячейке методика и результаты экспериментальных работ ио гидродинамическому сопротивлению, среднему и локальному коэффициентам теплоотдачи ири течении газа через различные укладки шаровых твэлов. На основе обобщенных критериальных зависимостей коэффициентов сопротивления и теплообмена разработана методика оптимизационных расчетов размера шаровых твэлов и геометрических размеров активных зон для различной объемной плотности теплового потока. Приводится количественный расчет по предложенной методике. [c.2]

Использование в качестве охладителя инертного газа гелия. Уже при давлении 4—5 МПа гелиевый теплоноситель обеспечивает хорошие условия теплоотвода и позволяет достичь объемной плотности теплового потока на уровне 6—8 кВт/л при сравнительно умеренной потере энергии на прокачку теплоносителя. Гелий как теплоноситель имеет по сравнению с другими газами ряд преимуществ высокую теплоемкость и теплопроводность, термическую и радиационную стойкость, химическую стабильность и инертность к конструкционным материалам, минимальное сечение поглощения нейтронов. [c.3]

В проекте реактора ВГР по принципу одноразового прохождения активной зоны шаровыми твэлами мощностью 500 МВт с уран-плутониевым топливным циклом приведены данные по температуре газа и топлива активной зоны с профилированием тепловыделения и без профилирования. Оптимальная концентрация— рс/рм=350, средняя объемная плотность теплового потока в зоне — 5 кВт/л. Активная зона высотой 568 см и диаметром 473 см окружена графитовым отражателем толщиной 40 см сверху, 150 см снизу и 100 см сбоку и заполнена шаровыми твэлами диаметром 60 мм. Применение двух зон с разным обогащением снижает радиальную неравномерность и повышает температуру гелия на выходе из реактора от 810 до 950° С. [c.21]

Средняя объемная плотность теплового 6 5 7 [c.25]

Средняя объемная плотность теплового потока, 615 277 [c.32]

Тепловая мощность, МВт Электрическая мощность, МВт Средняя объемная плотность теплового потока, кВт/л [c.33]

Однако использование стержневых вентилируемых твэлов с оболочками из нержавеющей стали и окисного топлива, а также умеренное давление гелия и обусловленная этим малая объемная плотность теплового потока не позволили получить в проектах реакторов БГР существенно меньшее время удвоения топлива по сравнению с реактором БН. [c.33]

Авторы исследования ставили своей задачей разработку такого варианта реактора БГР, который мог бы конкурировать по стоимости вырабатываемой электроэнергии с ректорами БН и ВВЭР. Основное внимание было обращено на максимальное упрощение и удешевление оборудования, что привело к низкому давлению гелия в 1, 2 и 4 вариантах (7 МПа). Это обусловило низкую объемную плотность теплового потока в актив- [c.33]

Средняя объемная плотность теплового потока, кВт/л Параметры гелия давление, МПа температура на выходе, [c.34]

Несмотря на малые размеры сферических микрочастиц, гидродинамическое сопротивление кассеты оказывается сравнительно невысоким (не превышает 2—37о абсолютного значения давления гелия в контуре) при объемной плотности теплового потока более 500 кВт/л. [c.38]

При применении шаровых твэлов в реакторах ВГР с высокой объемной плотностью теплового потока возникает необходимость увеличения удельного массового расхода теплоносителя. Диапазон изменения чисел Re в реакторах с шаровыми твэлами лежит в пределах S-IO —5-10 (при номинальной мощности реакторов). К сожалению, большинство исследований по определению гидродинамического сопротивления слоя шаров относится к области чисел Re<10 . [c.57]

Критерий энергетической оценки Е для реакторов с шаровыми твэлами определяется четырьмя независимыми друг от друга сомножителями первый из них характеризуется только параметрами шаровой укладки (диаметр шарового твэла, объемная пористость активной зоны т) второй отражает физические свойства газового теплоносителя (теплопроводность X, удельная теплоемкость Ср, газовая постоянная R и динамическая вязкость ji) третий определяется параметрами газового теплоносителя (средним давлением в активной зоне р, нагревом газа в зоне ДГг, средней абсолютной температурой 7 pi i четвертый — средней объемной плотностью теплового потока qv и геометрией активной зоны. [c.92]

Если влияние абсолютного давления общепризнано и не требует доказательства, то влияние нагрева газа в реакторе на затраты энергии обычно не рассматривается. На самом Деле, повышение температуры газа на выходе из активной зоны хотя и увеличивает средний уровень абсолютной температуры, но оказывается весьма благоприятным. Так-, при одинаковой температуре газа на входе в реактор на уровне 550 К повышение средней температуры газа на выходе из активной зоны с 1000 до 1200 К увеличивает значение третьего комплекса в 1,82 раза (при сохранении одинакового значения давления)-. Влияние на критерий энергетической оценки четвертого сомножителя не требует особых пояснений, так как очевидно, что уплощение активной зоны приводит к увеличению значения Е, а увеличение объемной плотности теплового потока активной зоны к существенному ухудшению критерия Е. [c.93]

Увеличение тепловой мощности реактора даже при сохранении неизменным принятого значения объемной плотности теплового потока qv также приводит к уменьшению критерия энер- [c.93]

Средняя объемная плотность теплового потока- вг твэлах для бесканальной активной зоны [c.95]

Средняя поверхностная плотность теплового потока на твэле 4s= 17" [c.95]

Коэффициент теплопроводности к в законе Фурье (8.1) характеризует способность данного вещества проводить теплоту. Значения коэффициентов теплопроводности приводятся в справочниках по теплофизическим свойствам веществ. Численно коэффициент теплопроводности l==q/grad t равен плотности теплового потока при градиенте температуры 1 К/м. Понять влияние различных параметров, а иногда и оценить значение X можно на основе рассмотрения механизма переноса теплоты в веществе. Согласно молекулярно-кинетической теории коэффициент теплопроводности в газах зависит в основном от скорости движения молекул, которая в свою очередь возрастает с увеличением температуры [c.71]

Распределение температур в пределах каждого слоя — линейное, однако в различных слоях крутизна температурной зависимости различна, поскольку согласно формуле (8.6) dildx)i= —q/Xi. Плотность теплового потока, проходящего через все слои, в стационарном р( жи-ме одинакова, а коэффициент теплопроводности слоев различен, следовательно, более резко температура меняется в слоях с меньшей теплопроводностью. Так, в примере на рис. 8.3 наименьшей теплопроводностью обладает материал второго слоя, а наибольшей — третьего. [c.73]

Закон Ома в дифференциальной форме j=—agradf аналогичен закону Фурье (8.1). Соответственно аналогичными получаются и решения задач теплопроводности и электропроводности для тел одинаковой формы. Каждому тепловому параметру в этих решениях соответствует вполне определенный электрический аналог плотности теплового потока q — плотность тока j, тепловому потоку Q — сила тока /, температуре t — электрический потенциал , теплопроводности X — электропроводность а. [c.76]

Реализация этого принципа позволяет выравнить температуры топлива в объеме активной зоны, уменьшить разницу между температурами топлива и гелия, добиться увеличения объемной плотности теплового потока. [c.6]

Шаровая форма твэла позволяет добиться меньших температурных напряжений в оболочке по сравнению с напряжениями в цилиндрических стержневых твэлах при одинаковой объемной плотности теплового потока и равных геометрических размерах. Шаровая форма также допускает значительное уменьшение их размеров, поскольку обычно такие твэлы не являются конструкционными элементами активной зоны, а заполняют в виде шаровой насадки либо всю активную зону, как в реакторах AVR, THTR-300, либо какие-то ее части. [c.7]

В этом случае при задержке во времени на переработку накопленного вторичного ядерного топлива 6 месяцев удалось бы получить время удвоения порядка 5 лет [И]. Наиболее подходящим вариантом реактора БГР, отвечающим этим условиям, является высокотемпературный реактор с засыпанным в пустотелых перфорированных кассетах керамическим микротопливом и продольно-поперечным охлаждением топливного слоя гелиевым теплоносителем. При температуре гелия на выходе из активной зоны 750—800° С удается снизить затраты энергии на прокачку гелия до 8% и обеспечить объемную плотность теплового потока 700 MBt/m при максимальной температуре топлива 1000° С [12]. [c.8]

Особенность этих-реакторов — бесканальная активная зона, образованная графитовой кладкой, и коническая конфигурация нижнего отражателя — пода с одним центральным каналом выгрузки шаровых твэлов, заполняющих собственно активную зону. И опытный, и промышленный прототипы энергетического реактора выполнены по одной топливной схеме с многократной перегрузкой шаровых твэлов, вызванной существенной неравномерностью скоростей прохождения активной зоны шаровыми твэлами при наличии только одной выгрузки. В настоящее время этот существенный недостаток конструкции подробно обсуждается специалистами [18]. Предложены мероприятия, связанные с усложнением конструкции, но позволяющие обеспечить более равномерное продвижение всех шаровых твэлов и осуществить принцип одноразового прохождения активной зоны. Как указывалось выше, это даст возможность получить большие объемную плотность теплового потока и глубину выгорания и более высокую температуру гелия на выходе из реактора. [c.17]

Важной характеристикой топливного цикла является энергонапряженность активной зоны. Увеличение энергонапряженности при постоянном ядерном соотношении рс/рм и продолжительности приводит к уменьшению количества ежегодно перерабатываемого ядерного топлива, а также размеров активной зоны и капитальных затрат, но повышает температуру ядерного топлива и затраты энергии на прокачку теплоносителя. По данным фирмы Дженерал атомик , для реакторов типа HTGR оптимальной по стоимости электроэнергии является объемная плотность теплового потока 7,5 кВт/л при ядерном соотношении рс/рм = 240 и кампании топлива примерно четыре года [20]. [c.18]

Неравномерность распределения тепловыделения по высоте и радиусу активной зоны с шаровыми твэлами, особенно в варианте бесканальной активной зоны, существенным образом сказывается на температуре топлива и, следовательно, на объемной плотности теплового потока и энергонапряженности ядерного топлива. [c.18]

В этом направлении ведутся поиски конструктивных решений, так как реактор, действующий по принципу одноразового-прохождения, несомненно, является шагом вперед по сравнению с известным реактором THTR-300. В нем обеспечивается получение более высоких температур теплоносителя на выходе-из реактора для заданной объемной плотности теплового потока и более равномерное и глубокое выгорание топлива. [c.25]

В 1969 г. Ок-Риджской лабораторией и фирмами Галф дженерал атомик и Бабкок энд Уилкокс под руководством Отделения реакторов и технологии КАЭ были выполнены расчетные проработки газоохлаждаемого реактора-размножителя, которые показали, что использование в таком реакторе разработанных для БН стержневых твэлов со стальными оболочками и окисным уран-плутониевым топливом позволяет получить более высокий коэффициент воспроизводства, однако объемная плотность теплового потока активной зоны оказывается меньшей, что существенно снижает преимущества реакторов ВГР. Переход в реакторах ВГР к более теплопроводному карбидному топливу и использование более тонких стальных покрытий и конструкции вентилируемых твэлов позволяет существенно увеличить объемную плотность теплового потока, что наряду с большим коэффициентом воспроизводства обеспечивает их решающее преимущество, по сравнению с реакторами ВН, в снижении почти вдвое времени удвоения ядерного топлива. В табл. 1.6 приведены результаты исследований влияния вида топлива на важнейшие характеристики реактора ВГР мощностью 1 млн. кВт с обычными стержневыми твэлами и температурой металлической оболочки 700° С. [c.32]

Впервые в мире на совещании экспертов МАГАТЭ по перспективам развития реакторов Б ГР в 1972 г. в Минске советскими специалистами А. К. Красиным, Н. Н. Пономаревым-Степным, С. М. Фейнбергом были поставлены задачи по созданию газоохлаждаемых реакторов-размножителей с временем удвоения топлива примерно четыре-пять лет. При таком времени удвоения топлива открывается возможность увеличения темпов развития АЭС в стране при запланированных потребностях в урановом сырье [11]. Условием получения столь малого времени удвоения топлива в реакторах-размножителях является использование карбидного ядерного топлива, высокие объемная плотность теплового потока в активной зоне и давление теплоносителя. В дальнейшем эти концепции были воплощены в разработки проектов реакторов-размножителей с газовым охлаждением [12]. [c.36]

Объемная плотность теплового потока 700 кВт/л и высо кая температура гелия на выходе из реактора (850° С) позволяют использовать в дальнейшем в качестве силовой установки не паровые турбины, а газотурбинную установку. По проведенным оптимизационным расчетам в таком реакторе можно получить время удвоения топлива лет при времени переработки воспроизведенного топлива 0,5 года [12]. [c.37]

Шаровые твэлы высокотемпературного реактора-размножителя БГР, по сравнению с твэлами реактора ВГР, облучаются в активной зоне на порядок большим интегральным потоком быстрых нейтронов (10 нейтр./см ), имеют на два порядка большую среднюю объемную плотность теплового потока (700 кВт/л) и примерно втрое большую энергонапряженность ядерного топлива (400 кВт/кг) при практически одинаковой глубине выгорания ядерного топлива. Помимо этого, защитные оболочки микротвэлов и конструкционные материалы кассет не могут содержать большого количества легких ядер, смягчающих спектр нейтронов в активной зоне реактора БГР, и, следовательно, толщина защитных оболочек должна быть минималь ной, что затрудняет решение вопросов конструкции. [c.37]

Каждый из перечисленных сомножителей воздействует на критерий энергетической оценки Е, но для выбранного газового охладителя практически второй сомножитель остается постоянным и независимым от параметров газа и характеристик активной зоны. Наиболее сильно действует на критерий Е третий и четвертый сомножители при увеличении абсолютного давления или нагрева газа в активной зоне затраты энергии на тепло-съем значительно уменьшаются, и, наоборот, увеличение средней объемной плотности теплового потока или высоты активной зоны значительно увеличивают затраты энергии при теплосъеме. [c.92]

Задача состоит в разработке метода расчета для выбора геометрических размеров твэлов для двух указанных схем с учетом гидродинамического сопротивления Ар, средней объемной плотности теплового потока qv и максимально допустимой температуры топлива в шаровых твэлах как для случая гомогенного твэла, когда микротвэлы размещены во всем объеме шарового твэла, так и для случая гетерогенного твэла, когда топливная зона с микротопливом в виде сферического слоя занимает только часть его объема. [c.94]

Чтобы исключить влияние средней объемной плотности теплового потока <7v на температуру топлива и гидродинамическое сопротивление Ар, целесообразно определять относительную разность температур ATjAT и относительное сопротивление AplApa, приняв в качестве эталона (базового варианта) наиболее простой вариант. [c.97]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...