XMGZAV
Авторы
Дельнов В.Н., Котов М.А., Мухамадеев Р.И.
Организация
Акционерное общество «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия
Дельнов В.Н. – начальник отдела, доктор технических наук. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, д. 1. Тел.: (484) 399-70-00 (доб. 85-68); e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Котов М.А. – инженер-исследователь.
Мухамадеев Р.И. – старший научный сотрудник.
Аннотация
Предметом исследования является гидродинамика проточной части симметричной плоской напорной камеры с двумя подводящими и двумя отводящими цилиндрическими каналами. Цель работы – определение гидродинамических характеристик проточной части напорной камеры плоского типа и выявление закономерности изменения коэффициентов гидравлического сопротивления отводящих каналов при различных параметрах набегающего на них потока жидкости. Экспериментальные и расчетные данные получены при определенном диапазоне соотношения размеров напорной камеры плоского типа, турбулентном течении жидкости в напорной камере и идентичном массовом расходе жидкости через нее. Дано полуэмпирическое соотношение по определению соотношения массовых расходов жидкости в отводящих каналах в зависимости от соотношения массовых расходов жидкости в подводящих каналах при различных конструкциях вставок в них. Установлена степень влияния условий подвода жидкости из подводящих каналов в напорную камеру на характер течения жидкости в ней при постоянном массовом расходе жидкости через напорную камеру и турбулентном течении жидкости. Установлена неизвестная ранее закономерность изменения коэффициентов гидравлического сопротивления смежных отводящих каналов, подключенных к напорной камере, при изменении параметров набегающего на них потока. Практическая значимость работы состоит в получении экспериментальных данных по коэффициентам гидравлических сопротивлений изолированных расходомерных каналов и смежных отводящих каналов, массовым расходам жидкости в подводящих и отводящих каналах, расчетных данных по течению жидкости и в определении закономерности изменения указанных коэффициентов от параметров набегающего на отводящие каналы потока. Результаты исследований имеют практическую и научную ценность, отвечают актуальным потребностям атомной отрасли. Использование результатов позволит повысить эффективность и надежность работы реакторов и теплообменников ядерных энергетических установок. Представленные данные по гидродинамике напорной камеры могут быть использованы в технических расчетах напорных камер данного типа применительно к теплообменному оборудованию ЯЭУ.
Ключевые слова
гидродинамика, проточная часть, напорная камера, экспериментальное расчетное и аналитическое исследование, коэффициент местного гидравлического сопротивления, отношение массовых расходов, характер течения, закономерность изменения гидравлических сопротивлений
Полная версия статьи (PDF)
Список литературы
- Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. Изд. 4-е, испр. и доп. М.: Наука, 1976. 888 с.
- Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй. М.: Физматгиз, 1960. 716 с.
- Авдеев Е.Ф., Чусов И.А., Левченко В.А. и др. Экспериментальное исследование гидравлического сопротивления модели корпусного реактора. Известия вузов. Ядерная энергетика, 2005, № 4, c. 77–85.
- Алексеенко С.В. Аэродинамические эффекты в энергетике. Препринт 216 ИТ СО АН СССР. Новосибирск, 1990. 58 с.
- Анофриев Г.И., Быстров П.И., Крапивин А.М. и др. Гидравлические характеристики однорядных коллекторных систем. Теплоэнергетика, 1971, № 9, c. 32–35.
- Афанасьев И.Н., Зинаков Б.И., Храпов Б.И. и др. К расчету коллекторных систем теплообменных аппаратов. Теплоэнергетика. 1978, № 5, c. 83–85.
- Быстров П.И., Михайлов В.С. Гидродинамика коллекторных теплообменных аппаратов. М.: Энергоиздат, 1982. 224 с.
- Габрианович Б.Н., Дельнов В.Н. Особенности гидродинамики проточных частей коллекторных систем теплообменников и реакторов ЯЭУ. Саров: ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», 2016. 215 с.
- Дельнов В.Н. Гидродинамика типичных раздающих коллекторных систем ЯЭУ: современные представления и перспективы исследования. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2020, № 4, c. 116–128.
- Дельнов В.Н., Котов М.А. Экспериментальное и аналитическое исследование гидродинамики симметричной плоской напорной камеры с двумя подводящими и двумя отводящими цилиндрическими каналами. Препринт ФЭИ-3315. Обнинск: АО «ГНЦ РФ – ФЭИ», 2025. 34 с.
- Дельнов В.Н., Мухамадеев Р.И., Патракеева А.И. Расчетное исследование течения жидкости в симметричной плоской напорной камере с двумя подводящими и двумя отводящими цилиндрическими каналами. Препринт ФЭИ-3316. Обнинск: АО «ГНЦ РФ – ФЭИ», 2025. 20 с.
- Дельнов В.Н. Уточнение и применение схем течения теплоносителя в раздающих коллекторных системах теплообменников и реакторов ЯЭУ. Избранные труды АО «ГНЦ РФ – ФЭИ». Отв. ред. А.А. Говердовский. Обнинск, 2021. С. 175–196.
- Идельчик И.Е. Аэродинамика технологических аппаратов (подвод, отвод и распределение потоков по сечению аппаратов). М.: Машиностроение, 1983. 351 с.
- Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1975. 559 с.
- Идельчик И.Е. Некоторые интересные эффекты и парадоксы в аэродинамике и гидравлике. М.: Машиностроение, 1982. 96 с.
- Кириллов П.Л., Юрьев Ю.С., Бобков В.П. Справочник по теплогидравлическим расчетам (ядерные реакторы, теплообменники, парогенераторы); под общ. ред. П.Л. Кириллова. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1990. 360 с.
- Кириллов П.Л., Юрьев Ю.С. Гидродинамические расчеты: справочное учебное пособие. Обнинск: ГНЦ РФ – ФЭИ, 2007. 184 с.
- Коченов И.С., Новосельский О.Ю. О гидравлическом расчете системы охлаждения ядерного реактора. Атомная энергия, 1967, т. 23, № 2, с. 113–120.
- Кузнецов Н.М., Наседкин С.П., Демура В.Т. К вопросу о расчете кругового раздаточного коллектора. Атомная энергия, 1967, т. 23, № 2, с. 137–143.
- Кумаев В.Я., Леончук М.П., Швецов Ю.Е. и др. Расчет течения теплоносителя в напорном коллекторе ядерного реактора. Препринт ФЭИ-1674. Обнинск: ФЭИ, 1985.
- Лунина С.В., Дельнов В.Н. Тестовые расчеты гидродинамики коллекторных систем теплообменников и реакторов ЯЭУ. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2020, № 4, с. 129–137.
- Меерович И.Г., Мучник Г.Ф. Гидродинамика коллекторных систем. М.: Наука, 1986.
- Митенков Ф.М., Головко В.Ф., Ушаков П.А., Юрьев Ю.С. Проектирование теплообменных аппаратов АЭС: Монография. М.: Энергоатомиздат, 1988. 296 с.
- Номофилов Е.В., Романова Т.М. Исследование некоторых особенностей течения жидкости в прямоугольном и цилиндрическом раздаточных коллекторах. Препринт ФЭИ-647. Обнинск: ФЭИ, 1975. 21 с.
- Номофилов Е.В., Романова Т.М., Филимонов В.Т. Расчеты полей скорости и давления в плоском раздаточном коллекторе. Препринт ФЭИ-391. Обнинск: ФЭИ, 1973. 36 с.
- Номофилов Е.В., Романова Т.М., Филимонов В.Т. Расчет полей скорости и давления в цилиндрическом раздаточном коллекторе. Препринт ФЭИ-451. Обнинск: ФЭИ, 1973. 45 с.
- Олейник В.Н., Лимарь Н.Н. Определение параметров потока в плоском раздаточном коллекторе. Труды Ленингр. института водного транспорта. Вып. 162. Л.: Транспорт, 1978.
- РБ-040-09. Расчеты соотношения и методики расчета гидродинамических и тепловых характеристик элементов и оборудования водоохлаждаемых ядерных энергетических установок: руководство по безопасности: дата внедрения 2009-09-01. Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзор). Изд. официальное. М.: Издательство стандартов, 2009. 252 с.
- Решетов В.А., Смирнов В.П., Пикулева Т.А. Гидравлика кругового раздаточного коллектора. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Реакторостроение, 1976, вып. 13, № 2, с. 65–74.
- Субботин В.И., Кащеев В.М., Номофилов Е.В. и др. Решение задач реакторной теплофизики на ЭВМ. М.: Атомиздат, 1979. 144 с.
- Таганов Г.И. Выравнивающее действие сеток в потоках жидкостей и газов. Труды ЦАГИ, 1947, № 604. 14 с.
- Фомичев М.С. Исследование гидродинамических характеристик потока теплоносителя при подводе его в реактор через один центральный патрубок. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Реакторостроение, 1972, вып. 1, с. 19–32.
- Фомичев М.С. Экспериментальная гидродинамика ЯЭУ. М.: Энергоатомиздат, 1989. 248 с.
- Юренев В.Н., Лебедев П.Д. Теплотехнический справочник: в 2-х т. М.: Энергия, 1975. 896 с.
- Юрьев Ю.С., Бобкова В.Е., Колмаков А.П. Расчет распределения скорости жидкости за выравнивающей решеткой. Препринт ФЭИ-862. Обнинск: ФЭИ, 1978. 16 с.
- Юрьев Ю.С., Владимиров М.А. Расчет гидравлических характеристик плоского осесимметричного раздаточного коллектора. Препринт ФЭИ-1327. Обнинск: ФЭИ, 1982. 18 с.
- Ferziger Joel H., Perić Milovan, Street Robert L. Computational Methods for Fluid Dynamics. 4th edition. Springer Nature Switzerland AG, 2020. ISBN: 978-3-319-99693-6 (eBook). DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-99693-6.
- Hong Z.C., Chuang S.H. Kinetic theory approach to twin plan jet turbulent mixing analysis. AIAA J., 1988, vol. 26, pp. 303–310.
- Karvounis P. et al. Numerical and experimental study of flow characteristics in solar collector manifolds. Energies, 2019, vol. 12, no. 8, p. 1431.
- Masters G.F. Interaction of two plan, parallel jets. AIAA J., 1977, vol. 15, pp. 1756–1762.
- Miller D.R., Comings E.W. Force-momentum fields in a dual-jet flow. J. Fluid Mech, 1960, vol. 7, pp. 237–265.
- Tanaka E. The interference two-dimensional parallel jets. Bull. JSME, 1970, vol. 13, pp. 272–280.
- Tanaka E. The interference two-dimensional parallel jets.Bull. JSME, 1974, vol. 17, pp. 920–927.
- The Finite Volume Method in Computational Fluid Dynamics: An Advanced Introduction with OpenFOAM and Matlab. Fluid Mechanics and its Applications 113, 2015. Springer International Publishing, ISBN: 978-3-319-16873-9. DOI: 10.1007/978-3-319-16874-6.
УДК 621.039.4
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2025, № 4, c. 221–249
