2022, Выпуск 2

EDN: CCOQRA

Авторы

Матюхин Н.М., Сорокин А.П., Денисова Н.А.

Организация

АО «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия

Матюхин Н.М. – старший научный сотрудник.
Сорокин А.П. – главный научный сотрудник, доктор технических наук. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, 1. Тел.: (484) 399-84-47; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Денисова Н.А. – ведущий инженер отделения ядерной энергетики.

Аннотация

Представлены результаты проведенного авторами анализа экспериментальных данных, полученных на воздухе при использовании датчика термоанемометра DISA по профилям скорости и температуры на нормалях к вертикальной изотермической поверхности при ламинарной и смешанной конвекции для случая термогравитации. Данные имеют важное практическое значение при решении большого круга прикладных инженерных задач в атомной энергетике, включая отвод остаточного тепловыделения от реактора на быстрых нейтронах посредством системы аварийного отвода тепла. Точность измерения температуры составляла 0,1°С, а точность измерения скорости – 2–8%. Закономерности изменения безразмерной скорости U/U_∞ характеризуются рядом особенностей. Так, в диапазоне изменения параметра смешанной конвекции 1,88≤ξ≤16,021 (число Ричардсона), скорость изменяется от нуля на стенке до максимального значения U_max/U_∞ на некотором расстоянии η_max по нормали к поверхности. При удалении от поверхности, скорость уменьшается от максимального значения U/U_∞ до 1 при η>4, а при значениях числа Ричардсона Ri_x<1,884 закономерность в распределении скорости в режиме смешанной конвекции переходит к закономерности для режима чисто вынужденной конвекции. Путем введения новых масштабов скорости и температуры получены обобщенные зависимости по безразмерным профилям скорости и температуры, которые согласуются с измеренными распределениями скорости и температуры. Полученные обобщающие зависимости могут быть использованы как для проверки качества моделирования теплогидравлики в расчетных кодах, так и для последующего проведения анализа физики процессов при смешанном конвективном течении теплоносителя вдоль вертикальной поверхности теплообмена.

Ключевые слова
гидродинамика, теплообмен, эксперимент, вертикальная поверхность, воздух, термоанемометрия, профиль скорости, профиль температуры, естественная конвекция, смешанная конвекция, число Ричардсона

Полная версия статьи (PDF)

Список литературы

УДК 532.517.4

Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2022, № 2, c. 125–131