Расширенное тестирование и верификация модернизированного кода РАТЕГ в составе расчетного комплекса РАТЕГ/СВЕЧА/ГЕФЕСТ: Итоговый отчет о НИР, страница 4

Рис. 16 Нодализационная схема канала

3.3.2.  Подъемное течение равновесной пароводяной смеси в вертикальной трубе

            На рис. 17 -19 представлены результаты моделирования опытов  по подъемному течению равновесной пароводяной смеси.

Рис. 17  Расчетная и экспериментальная зависимость истинного паросодержания от объемного расходного при подъемном течении с приведенной скоростью 2 м/с

Рис. 18  Расчетная и экспериментальная зависимость истинного паросодержания от объемного расходного при подъемном течении с приведенной скоростью 0.5 м/с

Рис. 19 Расчетная и экспериментальная зависимость истинного паросодержания от объемного расходного при подъемном течении с приведенной скоростью 0.2 м/с

3.3.3.  Опускное течение равновесной пароводяной смеси в вертикальной трубе

            На рисунках 20-23 показаны результаты моделирования опытов с опускным течением пароводяной смеси.

Рис. 20 Расчетная и экспериментальная зависимость истинного паросодержания от объемного расходного при опускном течении с приведенной скоростью 0.2 м/с

Рис. 21 Расчетная и экспериментальная зависимость истинного паросодержания от объемного расходного при опускном течении с приведенной скоростью 0.5 м/с

Рис. 22 Расчетная и экспериментальная зависимость истинного паросодержания от объемного расходного при опускном течении с приведенной скоростью 1.0 м/с

Рис. 23 Расчетная и экспериментальная зависимость истинного паросодержания от объемного расходного при опускном течении с приведенной скоростью 2.0 м/с


3.3.4.  Опускное течение равновесной пароводяной смеси в вертикальной трубе при малых скоростях

            На рисунках 24-28 показаны результаты моделирования опытов /3/ по опускному течению равновесной пароводяной смеси при малых скоростях.

Рис. 24 Расчетная и экспериментальная зависимость истинного паросодержания от объемного расходного при опускном течении с приведенной скоростью 0.1 м/с

Рис. 25Рис. 24 Расчетная и экспериментальная зависимость истинного паросодержания от объемного расходного при опускном течении с приведенной скоростью 0.2 м/с

Рис. 26 Расчетная и экспериментальная зависимость истинного паросодержания от объемного расходного при опускном течении с приведенной скоростью 0.5 м/с

Рис. 27 Расчетная и экспериментальная зависимость истинного паросодержания от объемного расходного при опускном течении с приведенной скоростью 0.5 м/с

Рис. 28 Расчетная и экспериментальная зависимость истинного паросодержания от объемного расходного при опускном течении с приведенной скоростью 1.0 м/с

            Рисунки 17-28 демонстрируют хорошее согласование опытных и расчетных данных почти для всех опытов. Некоторое расхождение нблюдается лишь при очень низких скоростях при опускном течении, что связано с тем, что при таких условиях возможно возникновения явления захлебывания, проявление которого сильно зависит от нучитывемых в расчете факторов – способов подвода воды и пара, геометрических характеристик подводящих устройств и т.п.

3.4. Стационарное течение водо-воздушной смеси в горизонтальной необогреваемой трубе

            Исходные данные и результаты взяты из работы /4/. Эти эксперименты проводились на гладкой горизонтальной трубе с внутренним диаметром 0.026 м. Длина участка измерения перепада давления составляла 1.56 м, а длина предвключенного участка – 6 м. В экспериментах весовое газосодержание менялось от 0 до 0.95, а расход воды от 0.003 до 1.16 кг/с. Среднее давление в трубе было близко к атмосферному.

            В экспериментах получены зависимости истинного газосодержания  от объемного расходного газосодержание  и перепада давления от истинного газосодержания.

            Экспериментальная зависимость  от  для  аппроксимируется формулой , а при  резко возрастает, приближаясь к единице. Экспериментальная зависимость относительного перепада давления от газосодержания с погрешность ±15% аппроксимируется зависимостями

                       

где       - перепад давления при течении чистой воды;

            DР - перепад давления при течении смеси.

            В расчете по РАТЕГ рассматривалась труба: длина - 10 м, диаметр – 0,026 м, шероховатость – 5 10-5 м. Использовалась равномерная расчетная сетка с 10 интервалами. На выходной границе ставилось граничное условие Р=105 Па. На входной границе задавался постоянный массовый расход 0.8 кг/с и линейно меняющееся по времени от 0 до 1 (за время от 50 до 600 с) объемное паросодержание.

            На рисунке 29 приведены экспериментальные и расчетные зависимости объемного паросодержания от объемного расходного газосодержания.

Рис. 29 Зависимость объёмного газосодержания от объёмного расходного газосодержания

Рис. 30 Зависимость потерь давления от объемного паросодержания

            Представленные рисунки показывают, что модель РАТЕГ дает удовлетворительные результаты.

3.5.  Повторное увлажнение

            Ранее была разработана и введена в код модель, основанная на теории  смачивания горячих поверхностей и созданной на ее основе достаточно простой аналитической модели для определения скорости смачивания и температурного режима твэлов ядерных реакторов в нестационарных условиях. Верификация данной модели проведена на одних из самых представительных экспериментов /5-6/.

3.5.1.  Эксперименты на установке FLECHT

            В работе /6/ приведены данные по смачиванию поверхности твэлов применительно к реакторам PWR. Активная зона реактора моделировалась пучком из 100 электрически обогреваемых полномасштабных имитаторов твэлов, использующих в качестве наполнителя оксид магния. Оболочка имитаторов была изготовлена из нержавеющей стали, а также из циркония-4.      Имитировались шаг решётки, расстояние между дистанционирующими элементами и др. Опыты проводились в интервале давлений (1 – 4)∙105 Па и недогрев воды (0 - 30) К. Характерные размеры имитатора:

            Dнар=9,1∙10-3 м, δ=0,6∙10-3 м, Dнихр=3∙10-3 м.