Авторы
Писаревский М.И., Мохиуддин С., Голяев Д.В., Федосеев В.Н.
Организация
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва, Россия
Писаревский М.И. – доцент. Контакты: 115409, Москва, Каширское шоссе, д. 31. Тел.: (495) 788-56-99; e-mail:
Мохиуддин С. – магистр.
Голяев Д.И. – аспирант.
Федосеев В.Н. – доцент, кандидат технических наук.
Аннотация
В процессе эксплуатации энергооборудования ядерных энергетических установок на поверхностях теплообмена образуется естественная шероховатость, которая может служить причинами снижения расхода теплоносителя за счет увеличения сопротивления трения. В статье предложена методика оценочного расчёта размера отложений на конструкционных элементах в единицах эквивалентной песочной шероховатости. Рассматривается движение теплоносителя в узком кольцевом канале с одной шероховатой стенкой, поскольку он является имитационной моделью эквивалентной ячейки тепловыделяющего элемента. Канал разбивается на два слоя линией нулевых касательных напряжений. Каждый слой имеет свою толщину, среднюю скорость движения теплоносителя, закон изменения коэффициента гидравлического сопротивления. Получена формула расчёта коэффициента гидравлического сопротивления шероховатого слоя, по которому определяется размер отложений. Валидация методики проведена на трех искусственных шероховатостях и одной естественной шероховатости, созданной пескоструйным аппаратом. В качестве искусственных шероховатостей рассмотрены двумерные прямоугольные, трапециевидные и треугольные выступы. Отличие расчетных значений эквивалентной песочной шероховатости от табличных не превышает 20 %. Для фиксированных чисел Рейнольдса построены зависимости роста перепада давления по длине кольцевого канала от размера эквивалентной песочной шероховатости. Данная зависимость по измеренному перепаду давления позволяет судить о размерах выступов отложений.
Ключевые слова
шероховатость, естественная шероховатость, искусственная шероховатость, эквивалентная песочная шероховатость, отложения, коэффициент гидравлического сопротивления, кольцевой канал, прямоугольный канал, шероховатый слой
УДК 532.542.4
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2022, № 4, c. 156–163