Теплообмена за счёт парообразования и направленного движения
берётся из диапазона
÷
(литература [1]);
-средний поверхностный тепловой поток на участке от zр
По формуле [51] определяем:

34) Определяем температуру теплоносителя по высоте канала определяется соотношением:
[53]
Расчёт ведётся до z=-0,084, где температура теплоносителя достигает насыщенного состояния и далее постоянна, что и отображено на рисунке [5].
Из соотношения [53] определяем значения температуры теплоносителя по высоте канала:
Z, м
| -3,25
| -2,6
| -1,95
| -1,3
| -0,65
|
| 0,65
| 1,3
| 1,95
| 2,6
| 3,25
|
T, Cº
| 265,82
| 269,19
| 274,18
| 280,47
| 287,69
| 290,51
| 290,51
| 290,51
| 290,51
| 290,51
| 290,51
|
Полученные при расчётах данные в пункте [34] изображены на рисунке [5].

Рисунок 5 – Изменение температуры теплоносителя по высоте канала.
35) Определяем температуру оболочки твэла по высоте канала:
Определяем температурный перепад из соотношения:
[54]
где
- коэффициент учитывающий энерговыделение в твэле
берётся из диапазона
÷
(литература [1]);;
(м) - тепловой периметр твэла;
- коэффициент теплообмена (рассчитанный в пунктах [29], [31],
[32], [33]).
По формуле [54] определяем
при z=(-3,25):

Из соотношения [54] определяем температурный перепад по высоте канала:
Z, м
| -3,25
| -2,6
| -1,95
| -1,3
| -0,65
|
| 0,65
| 1,3
| 1,95
| 2,6
| 3,25
|
, Cº
| 4,97
| 10,01
| 2,87
| 3,54
| 3,96
| 5,27
| 5,08
| 5,45
| 4,42
| 3,08
| 1,53
|
36) Определяем температуру оболочки твэла по высоте канала из соотношения:
[55]
Из соотношения [55] определяем температуру наружной оболочки твэла по высоте канала:
По формуле [55] определяем
при z=(-3,25):

Z, м
| -3,25
| -2,6
| -1,95
| -1,3
| -0,65
|
| 0,65
| 1,3
| 1,95
| 2,6
| 3,25
|
, Cº
| 269,97
| 278,05
| 275,86
| 283,03
| 291,05
| 295,78
| 295,59
| 295,96
| 294,93
| 293,59
| 292,04
|
Полученные при расчётах данные в пункте [36] изображены на рисунке [6].

Рисунок 6 – Изменение температуры наружной оболочки твэла по высоте канала.
37) Критическая тепловая нагрузка
определяется из соотношения:
[56]
где xотн относительное паросодержание по высоте канала.
Из соотношения [56] определяем критическую тепловую нагрузку по высоте канала:
Z, м
| -3,25
| -2,6
| -1,95
| -1,3
| -0,65
|
| 0,65
| 1,3
| 1,95
| 2,6
| 3,25
|
·10^6
| 3,19
| 3,15
| 3,08
| 2,99
| 2,88
| 2,77
| 2,65
| 2,55
| 2,46
| 2,39
| 2,35
|
38) Определяем коэффициент запаса до кризиса из соотношения:
[57]
Из соотношения [57] определяем критическую тепловую нагрузку по высоте канала:
Z, м
| -3,25
| -2,6
| -1,95
| -1,3
| -0,65
|
| 0,65
| 1,3
| 1,95
| 2,6
| 3,25
|
|
| 21,6
| 14,7
| 11,6
| 10,0
| 9,3
| 9,2
| 9,9
| 11,8
| 16,4
| 32,5
|
Полученные при расчётах данные в пункте [38] изображены на рисунке [7].

Рисунок 7 – Изменение запаса до кризиса теплообмена по высоте канала.
Минимальное значение соответствует: 
Определение гидравлических потерь.
1) Определяем плотность смеси:
[58]
По формуле [58] определяем:

Для ядерных реакторов наиболее характерен турбулентный режим течения Re>2300. В случае изотермического течения в гладких трубах при Re=3·(103÷105)
[59]
а при Re>105
[60]
Определяем обобщённый критерий Рейнольдса (литература [1]):
[61]
По формуле [61] определяем:

По формуле [59] определяем:

1) Потеря давления на конвективном участке:
Коэффициент сопротивления трения пучка стержневых твэлов, определяется соотношением:
[62]
где
[63]
Следовательно, т.к. s/d =1,2:
Из условия [63] определяем:

По формуле [62] определяем:

Сопротивление на трение:
[64]
где высота канала до начала кипения: 
По формуле [64] определяем:

На местные сопротивления:
[65]
Где
[66]
Обобщённый критерий Рейнольдса (литература 1):
[67]
По формуле [67] определяем:

Количество решёток по заданию: nр=18→на расстоянии до начала кипения nр=1342/400=4; 
Здесь
- коэффициент местного сопротивления дистанционирующей решётки в области однофазной жидкости;

где
- проходное сечение пучка;
- проходное сечение решётки
По формуле [66] определяем:

По формуле [65] определяем:

Сопротивление на нивелирную составляющую:
[68]
По формуле [68] определяем:

2) Потеря давления на участке кипения:
Сопротивление на трение:
[69]
где
[70]
где
[71]
По формуле [71] определяем:

- динамическая вязкость для воды (приложение 1);
- динамическая вязкость для пара (приложение 1);
x= 0,14 – среднее массовое паросодержание в канале (из исходных данных)
По формуле [70] определяем:
коэффициент гидравлического сопротивления трения в пучке для однофазного потока;
[72]
где
- коэффициент гидравлического сопротивления трения для однофазного потока в трубе;
коэффициент, учитывающий неподобие пучка и трубы.
[73]
Для пучков с относительным шагом
:
[74]
доля площади канала, занятая твэлами («плотность» пучка):
[75]
где сечение пучка, занятое стержнями;
[76]
По формуле [76] определяем:

проходное сечение пучка;
[77]
По формуле [77] определяем:

По формуле [75] определяем:

По формуле [74] определяем:

По формуле [72] определяем:

По формуле [69] определяем сопротивление на трения при кипении:

Сопротивления на ускорение:
[78]
По формуле [78] определяем:

На местные сопротивления:
[79]
Где
x= 0,14 – среднее массовое паросодержание в канале (из исходных данных)
[80]
Коэффициент местного сопротивления дистанционирующей решётки в области развитого кипения с интенсификаторами теплообмена определяется из выражения:
[81]
где 
где
- проходное сечение пучка;
- проходное сечение решётки
По формуле [81] определяем:

где 
для np = 18;
5,69∙13=73,97

где
- проходное сечение пучка;
- проходное сечение решётки
Обобщённый критерий Рейнольдса определяем по формуле [67]:
Определяем истинное объёмное паросодержание при кипении:
[82]
Где
[83]
Критерий Вебера:
[84]
По формуле [83] определяем:

; где
(м) [85]
где
- диаметр отрывного пузыря
[86]
Из условий [84], [85] находим:

[87]
По формуле [87] определяем:

По формуле [83] определяем:

По формуле [82] определяем:

По формуле [80] определяем:

По формуле [79] определяем:

Нивелирная составляющая:
[88]
По формуле [88] определяем:

3) Полная потеря давления в средненагруженном канале:
[89]

Заключение по работе
В тепло-гидравлическом расчёте были установлены такие важные параметры как геометрические, включающее в себя диаметр и высоту активной зоны, тепло-гидравлические: тепловой поток, распределение температур и энтальпии по высоте канала, установлены координаты начала кипения, поверхностного и развитого кипения. Рассчитаны гидравлические потери.
Анализируя распределение температур наружной оболочки твэла вдоль канала, можно сказать, что температуры не достигают критических и поэтому обеспечивается надёжная работа как твэла, так и полностью ТВС.
Воспользуйтесь поиском по сайту: