Тепловой расчет защиты

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ЗАЩИТЫ [c.107]

Тепловой расчет защиты заключается в расчете температурных полей в блоках защиты при заданном распределении источников тепла и заданных условиях отвода его от блоков. Под источниками тепла подразумевается тепловыделение, отнесенное к единице объема материала. Выявление распределения источников тепла—сложная физическая задача. Ниже будут рассмотрены пути решения этой задачи и изложена методика теплового расчета. [c.107]

В большинстве случаев для расчета защиты реактора наиболее существенно распределение потока тепловых нейтронов, поскольку, вызывая деление ядер горючего, они формируют. источники быстрых нейтронов и у-квантов деления. Кроме того, тепловые нейтроны характеризуются наибольшим сечением радиационного захвата. [c.35]

Результаты теплового расчета позволяют определить необходимость тех или иных мер по организации отвода тепла от конструкций защиты во избежание возникновения в них опасных термических напряжений или недопустимых изменений физикомеханических свойств материалов. Теплового перегрева материалов в защите можно ожидать лишь в тех случаях, когда плотность потока испускаемых частиц превышает примерно 10 смР- Сек). [c.107]

Наилучшими поглотителями тепловых нейтронов являются бор и кадмий, что видно из табл. 13.4 для соответствующих значений /щ. При расчете защиты от тепловых нейтронов необходимо учитывать вторичное 7-излучение, возникающее при захвате нейтронов. Быстрые нейтроны слабо поглощаются любыми веществами. Поэтому [c.676]

В книге изложены основные вопросы теории теплообмена. Рассмотрены проблемы конвективного теплообмена и вопросы, связанные с новой техникой (неизотермические течения, пограничный слой в турбомашинах, жидкометаллические теплоносители, сверхзвуковое течение газа, теплообмен в разреженном газе, при изменении агрегатного состояния и др.). Особое внимание уделено физической трактовке закономерностей теплообмена, приведены основы теплового расчета аппаратов, некоторые методы тепловой защиты элементов машин. [c.2]

После выбора вспомогательных конструктивных параметров измерительной системы расчет ее можно считать в основном законченным и на основе полученных данных переходить к общему тепловому расчету калориметрического устройства. Содержание и этапы такого расчета были подробно рассмотрены в 2-4. Там же изложены принципы расчета адиабатной оболочки и пассивных способов защиты стержня с помощью внутреннего охранного колпака. [c.118]

Резкое повышение сопротивления СТР снижает ток в пусковой обмотке до нескольких миллиампер, что эквивалентно отключению этой обмотки так, как это сделало бы обычное пусковое реле. Слабый ток, не оказывая никакого влияния на состояние пусковой обмотки, продолжает проходить через СТР, оставаясь вполне достаточным, чтобы поддерживать его температуру на нужном уровне. Такой способ запуска используется некоторыми разработчиками, если момент сопротивления при запуске очень малый, например, в установках с капиллярными расширительными устройствами (где при остановке неизбежно выравнивание давлений). Однако, когда компрессор остановился, длительность остановки должна быть достаточно большой, чтобы не только обеспечить выравнивание давлений, но и главным образом охладить СТР (по расчетам для этого нужно как минимум 5 минут). Всякая попытка запуска двигателя при горячем СТР (имеющим, следовательно, очень высокое сопротивление) не позволит пусковой обмотке запустить двигатель. За такую попытку можно поплатиться значительным возрастанием тока и срабатыванием теплового реле защиты. Терморезисторы представляют собой керамические диски или стержни и основным видом неисправностей этого типа пусковых устройств является их растрескивание и разрушение внутренних контактов, наиболее часто обусловленное попытками запуска при горячих СТР, что неизбежно влечет за собой чрезмерное повышение пускового тока (см. рис. 53.37). При неисправности СТР его нужно заменить точно такой же моделью. [c.289]

Приведены варианты тем для курсового и дипломного проектирования. Даны конкретные методики теплового расчета котлоагрегатов и тепловых схем производственных и отопительных котельных с выбором и компоновкой основного и вспомогательного оборудования. Рассмотрены вопросы защиты окружающей среды, приведены необходимые техникоэкономические расчеты и примеры. Справочные сведения даны в объеме, необходимом для выполнения курсового и дипломного проектов. [c.2]

Во избежание чрезмерного перегрева ответственных конструкций внутри зашиты перед ними иногда размещают специальные экраны из материалов с высокой эффективностью ослабления потоков излучаемых частиц. В связи с тем, что экраны способствуют уменьшению тепловыделения в защищаемых ими конструкциях, они называются тепловыми экранами. Как правило, эти экраны лишь снижают уровень тепловыделения в экранируемой ими части защиты, но не снимают полностью необходимости отвода тепла от защиты. Инженерные расчеты, связанные с конструированием системы отвода тепла, здесь не рассматриваются, но следует отметить, что используемый в этих системах теплоноситель подвергается активации (см. гл. X). Результаты могут быть оценены с использованием методик, изложенных в гл. X. [c.107]

Для защиты от теплового излучения или для его ослабления применяют экраны. В качестве экранов используют непрозрачные для излучения тела с высоко теплопроводностью и малым значением коэффициента черноты. Формулы для расчета теплообмена излучением между поверхностями двух пластин или коаксиальных цилиндров, разделенных экранами, приведены в специальной литературе [75]. [c.289]

Разработка тепловой защиты цилиндрической поверхности, взаимодействующей с закрученным потоком, а также расчет процесса выгорания такой поверхности требуют информации [c.66]

Тем не менее практическая важность решения проблемы тепловой защиты стимулировала появление за последние годы большого числа теоретических и экспериментальных исследований как в направлении выяснения главных факторов, влияющих на процессы взаимодействия нагретого газа и материала покрытия, так и в направлении разработки точных численных методов расчета или средств экспериментального изучения. [c.8]

Главная цель книги состоит не только в том, чтобы изложить основы теории тепловой защиты, но и дать тем, кто занимается техническими приложениями, простые и удобные формулы, полезные при расчете теплообмена, глубины прогрева защитного покрытия или толщины унесенного слоя. Всюду, где это необходимо, а также в конце книги в виде приложения приводятся конкретные численные значения различных параметров. Это позволяет надеяться, что книга станет полезным справочным пособием. [c.9]

Металлическая оболочка на теплоизолирующей подложке. Такая задача часто встречается на практике при расчете радиационной тепловой защиты или при калориметрировании высокотемпературных газовых потоков и радиационного нагрева (рис. 3-2, в). [c.57]

До сих пор мы не касались вопроса о спектральном распределении радиационного теплового потока. Однако этот вопрос играет большое значение при выборе способа тепловой защиты. К тому же исследования спектров натолкнули на проблему излучения в атомных линиях, которая оказалась важной для суммарного теплового потока. При численных расчетах обычно учитывается непрерывное излучение п излучение в молекулярных полосах высокотемпературного воздуха. Основными механизмами, определяющими сплошное излучение, являются рекомбинация ионов атомарного азота и кислорода (свободно-связанные переходы) и ускорение свободных электронов вблизи ионов и нейтральных атомов (свободно-свободные переходы). [c.292]

ЧТО результаты измерений на стабилизированных образцах, вероятно, могут быть использованы при расчетах тепловой защиты в том температурном интервале, где отсутствуют реакции термического разложения или гетерогенного взаимодействия, если только структуры материала и образцов подобны друг другу. Этот вопрос пока еще очень слабо изучен. [c.340]

Для оценки достоверности результатов расчетов нейтронных потоков в бетонной защите реальных энергетических реакторов проводили измерения плотности потока тепловых нейтронов, а также спектров нейтронов в широком интервале энергий в макетах сплошной защиты. Для этого из канала ИК извлекли трубу-имитатор и в полости каналов ИК и противовесов вставили пробки из бетона соответствующего состава с отверстиями для детекторов. Полученные значения плотности потока тепловых нейтронов позволили определить условную чувствительность камеры, А-см -с/нейтрон, по методике работ [2—4]. [c.110]

Методику отрабатывали на реальной композиции макета биологической защиты, собранного в экспериментальной нише исследовательского реактора ИР-50. Оценку ее эффективности проводили сравнением экспериментальных результатов с расчетными функционалами, полученными по программе АТИКА, а также сопоставлением с результатами расчетов по программе ДОТ-III, реализующей многогрупповой метод дискретных ординат н двумерной геометрии [5]. На рис. 1 и 2 показано пространственное распределение скорости реакций детекторов " 1п (л, п ) и Ni ( , р) и плотности потока тепловых нейтронов в композиции защиты. В целом сопоставление показывает удовлетворительное согласие расчетных и экспериментальных данных и, следовательно, возможность использования описанной методики учета воздушных неоднородностей при расчетах композиций биологической защиты реакторов. Причем необходимо отметить, что повышение точности расчета в результате использования аппроксимации функции распределения плотности потока нейтронов тремя векторами дает лучшее согласие результатов расчетов по программе АТИКА как с экспериментальными данными, так и с результатами расчета по ДОТ-111. [c.282]

Получены аналитические формулы для вычисления мощности дозы нейтронов и вторичных фотонов для коллимированных источников от тепловых до 400 МэВ. Для оценки мощности дозы фотонов может быть использована модель однократного рассеяния с приближенным учетом последующих рассеяний с помощью факторов накопления, но должна быть известна погрешность расчетов в таком приближении для различных энергий фотонов источника, углов коллимации или толщин защиты. [c.326]

В таблицах 9.2 и 9.3 представлены массогабаритные характеристики таких установок с электрической мощностью в диапазоне от 10 до 100 кВт [116]. При расчетах предполагалось, что обе установки имеют тепловую защиту, обеспечивающую уровень поглощенной дозы 10 Дж/кг в течение семилетнего срока функционирования. [c.177]

Инженерные приложения конвективного тепло- и массообмена весьма разнообразны. Например, при расчете теплообменников задача сводится к определению тепловых потоков, передаваемых от одного теплоносителя к другому через разделяющую стенку. Для вычисления температуры охлаждаемой потоком воздуха лопатки турбины или горловины сопла ракеты требуется провести расчет только конвективного теплообмена. Однако если лопатка или горловина сопла охлаждаются подачей жидкости через пористую стенку, то необходим также расчет массопереноса. Когда для защиты поверхности от высокотемпературного газового потока используется испарение или выгорание самого материала стенки (абляция), перед нами другая комбинация процессов конвективного тепло- и массопереноса. Аэродинамический нагрев скоростных самолетов также определяется процессом конвективного теплообмена. Если развивающиеся при этом температуры столь высоки, что газ диссоциирует, возникают градиенты концентрации, и процесс теплообмена осложняется массопереносом. Действие пращевого психрометра тоже основано на комбинации процессов тепло- и массопереноса. Горение летучих топлив в воздухе представляет собой процесс тепло- и массообмена с химическими реакциями в зоне переноса. [c.18]

В томе II рассматриваются вопросы радиационной защиты применительно к конкретным источникам излучения и основным ядернотехническим установкам. Освещаются, в частности, такие вопросы, как защита активной зоны реактора и теплоносителя, тепловой расчет защиты, защита от у-излучения при переработке делящихся материалов, радиационная безопасность в производствах урана и радия, защита ускорителей и радиационная защита при космических полетах. [c.5]

С точки зрения расчета защиты реактора представляет интерес сравнить интенсивность потоков излучений, выходящих из активной зоны или отражателя различных типов реакторов. Эта интенсивность зависит от мощности реактора, его конструкции, назначения. Однако можно привести некоторые средние цифры. Так, в уран-графи-товом реакторе плотность потока нейтронов, падающих на защиту, достигает (1ч-2)-10 нейтрон/ (см сек), плотность потока энергии у-квантов 2-10 2 Мэв/ см сек)-, до 95% потока нейтронов составляют медленные и тепловые нейтроны. В водо-водяном реакторе плотность потока нейтронов, как правило, не превышает 1X ХЮ нейтрон/ см --сек), интенсивность потока энергии у-квантов 5-10 з Мэе/(см -сек), причем в спектре нейтронов примерно 50% быстрых и промежуточных. В реакторах на быстрых нейтронах плотность потока нейтронов составляет до 5-10 —1-10 нейтрон/ см -сек), плотность потока энергии у-квантов - 10 3 Мэе/ см --сек). Максимум в спектре нейтронов, падающих на защиту, обычно соответствует нейтронам с энергией 50—100 кэв. Для примера на рис. 9. 1 приведен спектр нейтронов, выходящих из быстрого реактора Ферми с натриевым теплоносителем. Он существенно мягче спектра нейтронов в активной зоне этого реактора и мягче спектра нейтронов деления, подробно описанного в 9. 2. [c.9]

Данных по спектрам у-нзлучення, образующегося при захвате надтепловых и быстрых нейтронов ядрами других элементов, опубликовано очень мало. Поэтому в практике расчетов защиты реакторов часто принимают данные о выходе уизлу-чения при захвате тепловых нейтронов в качестве нижней границы для выхода при захвате нейтронов более высоких энергий. [c.30]

Радиационные характеристики смеси продуктов деления являются исходными параметрами для расчета защиты, тепло-съема и собственно ведения технологического процесса. Они зависят в основном от трех факторов удельной тепловой мощности реактора хю вт/г (или плотности потока нейтронов Ф нейтрон1 см -сек) , продолжительности кампании Г и выдержки Для процессов переработки облученного топлива основными радиационными характеристиками смеси продуктов деления, которые в первую очередь необходимо знать при проектировании защиты, являются удельные активности [c.183]

Пример И. В примере 10 при расчете защиты детектора Рц от источника И6 необходимая толщина защиты оказалась равной 12=68 см бетона. В настоящем примере ставится задача определить мощность дозы в точке детектора Р 2 (помещение ПЮ), если источником И5 (помещение П9) является урановый блочок массой 1 кг, облученный в реакторе на тепловых нейтронах в течение Г=120 дней и после выдержки i=30 дней. Для упрощения расчетов удельную мощность реактора примем равной ш= квт кг (обычно она бывает больще). Расстояние от источника до детектора Ь=4 м. Цель данного примера — проиллюстрировать применение формул для расчета мощности дозы за защитой й по радиационным характеристикам (удельной активности, спектральному составу), рассчитанным только для Г = оо. При этом необходимо рассчитать уровни излучения а) выраженные в единицах мощности экспозиционной дозы Р [мр1ч], если удельная активность Q выражена в единицах кюри или грамм-эквивалентах радия М-, б) в единицах интенсивности I [Мэе/ см -сек)], если удельная активность выражена в единицах силы источника 5 [Мэе/(сек-кг)]. Для контроля результаты расчета в примерах а и б надо сравнить между собой, а также с результатами расчета с использованием непосредственных радиационных характеристик для 7 = 120 дней и = 30 дней. [c.339]

Значительную неопределенность в расчет тепловой защиты сегментального аппарата вносит неточность определения теплового эффекта радиационного вдува, а также энтальпии разрушения /н, а в расчет защиты конического аппарата — положение точки перехода от ламинарного режима течения в пограничном слое к турбулентному. Последнее также связано с оценкой эффекта вдува, поскольку в турбулентном пограничном слое коэффициент вдува ут почти втрое меньше, чем в ламинарном 7л, а соотношение тепловых потоков к непроницаемой поверхности обратное от втрое выше од. В результате тепловой поток, подведенный к разрушающейся поверхности, оказывается в 7 раз выше при турбулентном режиме. При расчетах в работе [Л. 10-6] предполагалось, что критическое число Рейнольдса, рассчитанное по локальным параметрам набегающего потока, составляет Некр= 2,5-10 , однако за счет влияния различных факторов оно может снизиться до 0,1-10 . Первому из этих значений в период максимального нагрева соответствовал ламинарный режим течения на большей части конического аппарата, тогда как второму — турбулентный почти на всей поверхности, за исключением носового затупления. [c.307]

Этом заранее сказать о том, что температурный режим данного элемента конструкции удовлетворяет или не удовлетворяет условиям его работы, не представляется возможным. Поэтому при проектировании тепловых устройств приходится проделывать большое количество вариантов расчета и уже из них выбирать подходящий для даниого случая вариант. Это чрезвычайно усложняет решение задачи по Выбору оптимального теплового режима работы конструкции и приводит к тому, что на практике стараются избегать проведения сложных тепловых расчетов. Однако в настоящее время конструктор должен обязательно проводить не только расчет функционирования тепловой машины и выбор ее основных параметров, но также и полный тепловой расчет конструкции. Для теплонапряженных элементов конструкции расчет нагревания и методов тепловой защиты конструкции может оказаться решающим. [c.152]

Для снижения нейтронного и у-нзлучений до предельно допустимых уровней необходимо создать биологическую защиту от переоблучения персонала, защиту напряженных элементов конструкции от радиационных повреждений и перегревов (тепловая защита) прежде всего это относится к корпусу под давлением, а также к массивным деталям внутрикорпусных устройств каналов и топливных кассет. Заряженные частицы (а, р и др.) вследствие малого пробега до поглощения обычно не играют роли при расчете защиты реактора. [c.137]

В расчете защиты от всех видов излучения учитывают нейтронное и у-излучения, как обладающие наибольшей проникающей способностью. Их замедление и поглощение сопровождается выделением значительного количества тепла. Поскольку это поглощение подчиняется экспоненицальному закону, до 90% тепла выделяется в прилегающем к реактору слое защиты, поэтому, чтобы, предотвратить перегрев материала защиты, первые ее слои необходимо интенсивно охлаждать. Обычно защиту выполняют двухслойной ближе расположенную к активной зоне реактора — тепловую, а далее —биологическую. [c.354]

В 1939 г. Иноземцев защитил докторскую диссертацию на тему Физико-химическое исследование процесса сгорания в двигателях . В 1941 г. им была опубликована монография Исследование и расчет рабочего процесса авиационных двигателей , в которую вошли основные положения его докторской диссертации. При этом расчет сгорания в двигателях Инозевцевым проводился на основе не только термодинамических, но и физико-химических данных, что в постановке теплового расчета двигателей являлось принципиально новым, развивавшим классический метод теплового расчета рабочего процесса двигателей, данный в 1907 г. Гриневецким. В этой работе Иноземцев не только показал возможность широкого применения при расчете двигателей основ термохимии и кинетики химических реакций, но и дал метод этого расчета, что является большой его заслугой. [c.648]

Расчет радиационной защиты начинается с расчета интенсивности и пространственного распределения источников нейтронов и у-квантов деления в активной зоне реактора. При известном распределении этих источников в принципе возможно определение поля излучения во всей защите — поля быстрых, замедляющихся (промежуточных энергий) и тепловых нейтронов, а также картины ослабления в защите у-квантов, образующихся в результате деления ядер. При этом необходимо учитывать также и ослабляющие свойства материалов активной зоны,т. е. практически проводить совместный анализ распределения излучения в защите и в активной зоне. Однако возможен и другой подход — рассмотрение только лищь защиты или ее отдельной [c.7]

При расчете поля замедляющихся и тепловых нейтронов наиболее щироко используется сочетание метода сечений выведения для быстрых нейтронов с диффузионным методом для замедляющихся и тепловых нейтронов. Подробно различные модификации такого комплексного подхода и соответствующие программы для ЭВМ описаны в 5.4. В случае однородной защиты удается получить довольно простые аналитические выражения для плотности потока нейтронов. Например, при простейшем двухгрупповом рассмотрении, а именно для одной группы быстрых нейтронов и одной группы медленных нейтронов для однородной протяженной защиты, примыкающей к активной зоне больших размеров, плотность потока медленных нейтронов на достаточном удалении от активной зоны [см. формулу (5.151)] описывается следующим выражением (при 1) [c.55]

Состав защиты по направлению I 266 см бетона, 35 см воды и 23 см железа. Число длин пробега уквантов в бетоне 15,4, число длин пробега в воде и железе, включая тепловой экран, 11,8. Суммарное число длин пробега в защите 6 + р(го—Я. )=27,2, которому соответствует Ве = Ю,1. Результат расчета для направления / / = 12 Мэе/(см -сек). [c.326]

Состав защиты по направлению /п 137 см бетона, 35 см воды, 23 см железа. Число длин пробега уквантов в бетоне 8, в воде и железе, включая тепловой экран,— Г1,8. Суммарное число пробегов у-квантов й+р(го—1Лэ) = = 19,8 и фактор накопления энергии Ве = 7,8. Результат расчета для направления 1а / = 3,3-10 Мэе/[см - сек). [c.326]

Расчет для =7—9 Мэе дает плотность потока = 1,5 10 квант/(см сек). Из расчета для направления I следует, что интён-сивность потока захватных у-квантов из корпуса и стальной стенки бака защиты в 1,5 раза больше, чем из теплового экрана. Учитывая это, мы можем считать, что суммарная плотность потока у-квантов на поверхности корпуса реактора Ф, 3-10 квант (см сек) и соответственно этому = 3 10 квантКсм сек). [c.329]

Многие проблемы, возникающие при создании летательных ап-ларатов и их силовых установок, решаются на основе теории теплообмена. При этом теоретические и экспериментальные исследования теплообмена в условиях работы летательных аппаратов и их двигателей, исследования новых способов тепловой защиты и интенсификации теплообмена обогащают теорию теплообмена, совершенствуют ее расчетный аппарат, приводят к созданию новых методов расчета и исследования. [c.244]

В ряде научно-исследовательских институтов и высших учебных заведений (МАИ, МВТУ, МИФИ, МИХМ, МЭИ) продолжаются интенсивные исследования процессов тепло- и массообмена изучаются физические основы процессов, разрабатываются новые и совершенствуются старые методы расчета. В настоящее время во всем мире актуальны процессы теплообмена летательных аппаратов и в том числе космических многоразового действия в активных зонах реакторов в магнитогидродинамических генераторах (установках для прямого преобразования теплоты в электрическую энергию) в газотурбинных установках. Разрабатываются способы тепловой защиты высокоскоростных летательных аппаратов. [c.4]

Появление сверхзвуковых летательных аппаратов, ракетных двигателей и т. п. усилило интерес к процессам теплопроводности при нестационарном режиме. В ряде случаев расчет тепловой защиты головной части ракеты или стенок камеры сгорания и сопла двигателя целесообразно )зести с учетом нестацйбнарности режима. Дело в том, что летательные аппараты и их двигатели в ряде случаев работают в течение очень короткого времени и поэтому тепловые процессы в элементах их конструкции не успевают выйти на стационарный режим. [c.60]

Это соотношение очень важно для анализа всей проблемы тепловой защиты, поскольку тем самым исключается необходимость решения уравнения сохранения энергии в конденсированной фазе и все можно свести, как показано ниже, к расчету баланса тепла (3-1), являющегося по существу уравнением для определения температуры поверхности При решении многих практических задач всегда возникает вопрос, нельзя ли использовать закономерности, присущие автомодельному или квазистационарному режимам прогрева, для уменьшения математиче ских трудностей, сопряженных с интегрированием уравнения теплопроводности. Ответ на этот вопрос связан с определением соотношения между продолжительностью реального процесса и некоторыми харак-gg терными временами установления tj-, [c.68]

Таким образом, проведенный анализ показывает, что аэродинамические условия по-разному влияют на массу защиты сегментального и конического аппаратов. Хотя в вариантах расчета с номинальными параметрами обе рассмотренные конфигурации требуют приблизительно равные по массе теплозащитные системы, неопределенность физической модели, использованной при вычислениях, делает сравнение довольно трудным. Если предположить, что все полученные результаты равновероятны, то сегментальная форма более выгодна в диапазоне скоростей входа до F xj—15 км/с. Это связано с тем, что неопределенность оценки излучения убывает с уменьшением скорости, тогда как влияние режима обтекания на параметры тепловой защиты конического аппарата оказывается важным при всех рассмотренных скоростях. [c.308]

Достоинством рассмотренного способа тепловой защиты является то, что методика эксперимента при нем остается простейшей, а для расчета поправки Ао не требуется никаких дополнительных измерений. Практика, однако, показывает, что при исследовании теплоизоля-торов величина поправки Л0 в таком способе защиты может достигать значений от — 0,1 до — 0,2. [c.98]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...