Ю.А. Зейгарник Доклад на Ученом совете О ИВТ РАН
DESCRIPTION
Исследования теплообмена двухфазных сред применительно к интенсивным процессам в тепловой и атомной энергетике. Ю.А. Зейгарник Доклад на Ученом совете О ИВТ РАН 27.12.2012. Основные сложности корректного описания процесса кипения:. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Ю.А. ЗейгарникЮ.А. Зейгарник
Доклад на Ученом советеДоклад на Ученом совете ООИВТ РАНИВТ РАН
27.12.201227.12.2012
Исследования теплообмена Исследования теплообмена двухфазных среддвухфазных средприменительноприменительно
к интенсивным процессамк интенсивным процессамв тепловой и атомной в тепловой и атомной
энергетикеэнергетике
• влияниешероховатости и состояния ( ) поверхности смачиваемости на число
, центров парообразования устойчивость ;их функционирования
• влияние родажидкости на начальный;перегрев
• ;влияние режимов течения• различные механизмы кризиса
теплоотдачи при кипении
Основные сложности корректного Основные сложности корректного описания процесса кипения:описания процесса кипения:
Продолжительность пребывания металла в перегретом состоянии
20 000
10 000
15 000
5000
TNa=883 °CTн=296 °С
5
4
3
2
1
0
TNa=88 °C5 TNa= °C9292000
1500
1000
500
Tн=299 °С Tн=334 °С Tн=336 °СTNa= °C934
w, c w, cw, ч
Тх.л=120 °С Тх.л=200 °С Тх.л=120 °С Тх.л=200 °С
TNa — средняя температура жидкого натрия; Tн — перегрев стенки; Tх.л — температура холодной ловушки
Основные режимы течения
двухфазных смесей
в вертикальных
каналах
Дополнительн ыережимы
вгоризонтальн
ых трубах
Карта режимов• течения воздуховодяных
(0,59 ) МПа и пароводяных (6,9 ) МПа потоков в
:вертикальных трубах
• двухфазных потоков в горизонтальных трубах
(d=12,7...165,1 мм,
w0=0,09...7,31 мм; w0=0,04...1,71 м/с):
Зависимость удельного
теплового потокаq* от массовогорасходного
паросодержаниях1* в месте
кризиса теплоотдачи и
удельного расхода при кипении воды в круглой трубе 8 диаметром мм
7 при давленииМПа
Предшествующие работы ИВТАН в области теплообмена двухфазных сред
Кипение жидкого натрия — АЭ Кипение и конденсация N2O4 — АЭ
Кипение криогенных жидкостей (N2 хладоны) — холодильная техника Теория кризисов кипения — АЭ Разработка скелетных таблиц критических тепловых нагрузок — АЭ, ТЭ Кипение во вращающихся каналах — Энергомаш Кипение на оребренных поверхностях — силовая электроника• Кипение недогретой воды — МГД-установки, включая импульсные• Кипение двухфазного теплоносителя при авариях на атомных реакторах,
ловушки кориума — АЭ• Впрыск воды в компрессор ГТУ — ТЭ• Конденсация водяного пара из парогазовой смеси — ТЭПримечание: • — работы 1990-2000 годов
Схема экспериментальной установки и основных измерений
2
NIPXI
6
5
1
4
R=24.3 кОм
7
7
9
10
11
8
12
13
14
315
1 – осциллограф National Instruments (NI); 2 – АЦП NI; 3 – компьютер для записи данных со скоростной видеокамеры; 4 – крейт PXI NI; 5 – блок обработки сигналов с датчика давления, в том числе усилитель зарядов; 6 – термопарный усилитель; 7 – пьезоэлектрический датчик давления; 8 – рабочий участок с нагревателем и вмонтированными термопарами; 9 – резистор; 10 – батарейка типа «Крона»; 11 – видеокамера; 12 – координатное устройство; 13 – емкость с
водой; 14 – электрод; 15 – термопары
Выявленные эффекты
1. Влияние покрытия2. Разные типы схода пленки —
разные импульсы давления3. Касание водой сильно
перегретой поверхности
Контактжидкости с Контактжидкости с горячей поверхностью горячей поверхностью
1 — показания датчика давления; 2 — показания датчика контакта жидкости с поверхностью образца
Эволюция капель при испарении по ступеням Эволюция капель при испарении по ступеням сжатия в компрессоре ГТЭ-1500 и ГТЭ-110сжатия в компрессоре ГТЭ-1500 и ГТЭ-110
Относительная масса капли
d=20 мкм
d=3 мкм
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
№ ступени
Относительная масса капли
d=20 мкм
d=3 мкм
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
№ ступениГТЭ-110
ГТЭ-1500
Факел распыла в потоке воздуха при давлении воды перед форсункой 8 МПа и разных температурах
а — 25 °С; б — 170 °С; в — 240 °С; г — 240 °С, при обдуве под углом 40°
Зависимость распределения интенсивности рассеянного излучения для монодисперсных
сферических частиц разного диаметра
Дисперсионные характеристики факелов распыла воды центробежной форсункой с расходом 2,2 г/с при
температуре 25 °С
Дисперсионные характеристики факелов распыла воды Дисперсионные характеристики факелов распыла воды центробежной форсункой с расходом 2,2 г/с при центробежной форсункой с расходом 2,2 г/с при
температуре 200 °Стемпературе 200 °С
Зависимость доли поверхности, занятой большими пузырями от недогрева
Д о л я п о в ер х н о сти н агр е вазан я т а я б ол ь ш и м и п у зы р я м и1 ,2
1 ,0
0 ,8
0 ,6
0 ,4
0 ,2
0 2 0 4 0 6 0 8 0Н ед о гр е в ж и д ко с т и t, °C
C C Новым Новым годом!годом!
CCпасибо за пасибо за внимание!внимание!