EDN: PNNJUZ
Авторы
Митрофанова О.В., Старовойтов Н.А., Поздеева И.Г.
Организация
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва, Россия
Митрофанова О.В. – профессор, доктор технических наук.
Старовтойтов Н.А. – аспирант. Контакты: 115409, Москва, Каширское шоссе, д. 31. Тел.: (915) 149-42-06; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Поздеева И.Г. – доцент, кандидат технических наук.
Аннотация
Проведены экспериментальные исследования в целях обоснования нового диагностического метода, разрабатываемого для предотвращения развития виброрезонансных явлений в динамических режимах работы судовых ядерных энергетических установок (ЯЭУ). Изучение влияния особенностей сложных вихревых течений на развитие опасных резонансных эффектов проводилось на модели импактного закрученного потока, характерного для элементов сложных систем ЯЭУ. Установлено, что в переходных режимах работы ЯЭУ в зависимости от перепада давления могут быть выделены три режима течения: докритический, критический и закритический. Экспериментально доказано, что реализация условий кризиса закрученного потока приводит на начальной стадии к формированию внутренней спирально-вихревой структуры течения и аккумуляции энергии, а затем к возбуждению собственных колебаний гидромеханической системы. Обнаружено явление гистерезиса, выражающееся в несовпадении зависимости гидравлических потерь от расходной скорости потока при повышении и понижении перепада давления. Показано, что достижение потоком закритического режима приводит к возбуждению высокоинтенсивных акустических колебаний и развитию вибрационных процессов. Результаты исследований позволяют предложить новый метод виброакустического контроля, основанный на онлайн регистрации акустических колебаний в дозвуковом режиме на начальной стадии развития кризиса течения.
Ключевые слова
ядерные энергетические установки, гидродинамика, вихреобразования, диссипативные структуры, кризис закрученного потока, экспериментальные исследования, акустические колебания, резонанс, гистерезис, диагностический метод
Полная версия статьи (PDF)
Список литературы
- Гаджиев К.Г., Верховский А.Е., Уртенов Д.С., Гаджиев Д.К. Изучение причин разрушения трубок парогенераторов, выполненных из титановых сплавов. Международный научно-исследовательский журнал, 2020, № 11-1 (101), с. 85–91. DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2020.101.11.013.
- Митрофанова О.В., Ивлев О.А., Федоринов А.В. Влияние эффектов вихреобразования на работоспособность трубных систем парогенераторов судовых ядерных энергетических установок. Морские интеллектуальные технологии, 2023, № 4, часть 1, с. 95–102. DOI: 10.37220/MIT.2023.62.4.012.
- Operating experience with nuclear power stations in member states (2021 edition). Produced by the IAEA in Austria July 2021. 1619 p.
- Operating experience with nuclear power stations in member states (2022 edition). Produced by the IAEA in Austria June 2022. 1624 p.
- Operating experience with nuclear power stations in member states (2023 edition). Produced by the IAEA in Austria August 2023. 1526 p.
- Operating experience with nuclear power stations in member states (2024 edition). Produced by the IAEA in Austria August 2024. 1518 p.
- Митрофанова О.В., Байрамуков А.Ш., Ивлев О.А., Уртенов Д.С., Федоринов А.В. Исследование влияния вихревых потоков на элементы ЯЭУ. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2021, № 4, с. 72–81.
- Митрофанова О.В., Федоринов А.В. Моделирование гидродинамики и теплообмена в каналах парогенерирующих систем судовых ядерных энергетических установок интегрального типа. Теплофизика высоких температур, 2023, т. 61, № 4, с. 625–631. DOI: 10.31857/S0040364423040117.
- Митрофанова О.В., Ивлев О.А. Актуальные теплофизические исследования в целях совершенствования судовых ядерных энергетических установок. Морские интеллектуальные технологии, 2023, № 4, часть 1, с. 85–94. DOI: 10.37220/MIT.2023.62.4.011.
- Аркадов Г.В., Павленко В.И., Слепов М.Т. Виброакустика в приложениях к реакторной установке ВВЭР-1200. М.: Наука, 2018. 469 с.
- Проскуряков К.Н. Цифровая акустическая модель водо-водяного энергетического реактора. Теплоэнергетика, 2021, № 9, с. 14–20.
- Проскуряков К.Н., Аникеев А.В., Афшар И. Верификация цифровой акустической модели реактора в пусковом и номинальном режимах АЭС с ВВЭР. Теплоэнергетика, 2021, № 11, с. 35–42.
- Митрофанова О.В., Старовойтов Н.А. Исследование акустических и резонансных явлений в паропроизводящих системах судовых ЯЭУ. Тепловые процессы в технике, 2024,т. 16, № 7, с. 334–343.
- Митрофанова О.В., Поздеева И.Г., Старовойтов Н.А. Экспериментальные исследования устойчивой формы вихревой структуры закрученного течения. Инженерно-физический журнал, 2025, т. 98, № 1, с. 218–228.
- Поздеева И.Г. Исследование гидродинамики и механизмов генерации акустических колебаний в сложных вихревых течениях. Дис. канд. техн. наук. Москва: НИЯУ МИФИ, 2019. 117 с.
- Митрофанова О.В. О структурном подобии устойчивых форм спирально-вихревого движения. Инженерно-физический журнал, 2017, т. 90, № 5, с. 1179–1192.
- Новиков И.И., Скобелкин В.И., Абрамович Г.Н., Клячко Л.А. Закономерность расхода жидкости в закрученном потоке (эффект максимального расхода закрученного потока жидкости). Открытие № 389. 1990.
- Новиков И.И. Термодинамика спинодалей и фазовых переходов. М: Наука, 2000. 164 с.
УДК 532.5:534.6:621.039:629.561.5
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2025, № 3, c. 215–228
