- Плотность теплового потока:
· на теплоизолированных поверхностях: qr = 0, qz = 0
- на
внешней поверхности: 
.
На границе с теплоносителем:
.
(30)
Для описания теплопереноса в газовом зазоре в РАТЕГ04 используется одномерное приближение
.
Эффективные коэффициент теплопроводности или проводимость зазора должны быть определены пользователем.
При авариях с осушением активной зоны может стать существенным теплоперенос излучением между элементами АЗ. Для учета таких процессов в РАТЕГ04 реализована относительно простая модель теплообмена излучением.
На Рис. 2.8 схематично изображено поперечное сечение фрагмента АЗ включающее три ТЭ, обменивающихся теплом через излучение. Первый и второй ТЭ кратные, то есть состоят из нескольких ТЭ, а третий простой. Метод учета теплообмена для простых и кратных ТЭ отличается только определением коэффициентов видимости или периметров взаимного обмена.
Рис. 2.8 Схема поперечного сечения а.з.
В основу модели теплообмена излучением положены следующие предположения [ 25 ]:
- Теплообмен излучением происходит в замкнутой (по излучению) системе ИЭ (группе ИЭ).
- Межэлементное пространство (при учете теплообмена излучением) абсолютно проницаемо, то есть не излучает и не поглощает.
- Отражающие и поглощающие свойства поверхностей, участвующих в теплообмене излучением, не зависят от углов падения и отражения и от частоты излучения.
- Температура, коэффициенты поглощения и коэффициенты видимости постоянны для рассматриваемых поверхностей.
- Теплообмен излучением между тепловыми элементами учитывается послойно в соответствии с нодализацией по высоте ТЭ, то есть предполагается, что отдельные слои не влияют друг на друга.
При таких предположениях плотности эффективных потоков излучения с поверхностей системы из Nj излучающих тел связаны соотношениями:
.
(31)
Это система из Nj, линейных относительно неизвестных Rеf,i, уравнений, из которой по известным Ti, εi, φij находятся плотности эффективных потоков излучения.
По известным плотностям эффективных потоков можно определить, плотности результирующих потоков излучения. Плотности результирующих потоков по определению:
.
Умножим последнее уравнение на (1 - εi) и сложим с уравнением (31). Получим
.
В первой версии модуля учета ТОИ εi и φij считаются постоянными и задаются пользователем при подготовке расчета. Поэтому обращение матрицы системы можно выполнить один раз при первом обращении в модуль учета ТОИ. В общем случае εi и φij могут меняться во времени. Например, коэффициент поглощения за счет окисления, коэффициент видимости – за счет изменения формы при плавлении и др. В этом случае матрица системы (31) должна обращаться при каждом изменении коэффициентов.
При подготовке расчета определяются (и задаются) поверхности, которые участвуют в теплообмене излучением. Для каждой такой поверхности определяется коэффициент видимости на другие поверхности или площадь поверхности взаимного теплообмена излучением:
.
Если используется двумерное приближение (например, в стержневых системах) вместо площади поверхности взаимного теплообмена излучением могут быть заданы длина линий взаимного обмена. Тогда
.
Код проверяет выполнение свойств:
- Замыкаемости:
- Взаимности:
или 
При условии: 
код
выдает сообщение об ошибке.
Также проверяется условие 
.
В общем случае определение коэффициентов видимости или площадей (длин) взаимного обмена непростая задача и требует использования численных методов. В простых случаях можно использовать метод натянутых нитей.
Теплообмен между элементами а.з. учитывается послойно в соответствии с нодализацией по высоте а.з. При этом предполагается, что отдельные слои не влияют друг на друга. Учет ТОИ, если такая возможность была предусмотрена при подготовке расчета, может включаться по определенному условию. По умолчанию (если условие не задано) учет включается, если в каждом канале слоя αg > 0.8 и Tg > 900.
При учете теплообмена излучением в а.з.
приходится выделять отдельные группы, отличающиеся температурой или свойствами
(ТВЭЛы, регулирующие стержни, поглощающие элементы, выгородка) и использовать
приближение представительного элемента. То есть предполагать, что все элементы
выделенный в группу имеют одинаковые свойства (определяющие теплообмен
излучением). В этих случаях для определения коэффициентов видимости или
площадей взаимного обмена можно использовать свойство распределительности. Суть
этого свойства в том, что если каждая из двух групп состоит из нескольких (для
примера из двух) частей то: 
.
При учете теплообмена излучением между двумя областями (пучками) а.з. в качестве простейшей модели можно полагать, что поверхность (линия) взаимного теплообмена излучением совпадает с поверхностью Н (линией L), огибающей границу между областями. Тогда
или 
,
где 
- полная
поверхность области i, а 
- полный периметр.
Теплофизические свойства твердых материалов в РАТЕГ04 могут задаваться пользователем в виде постоянных числовых значений, в виде таблиц или ссылкой на формулы.
Расчетная модель термогидравлической сети в РАТЕГ собирается из набора моделей компонентов термогидравлических сетей. Ниже описаны модели компонентов сети реализованные в РАТЕГ04.
Понятием канал объединяются элементы термогидравлической сети, через которые возможно течение теплоносителя: трубы (различного сечения), кольцевые каналы, межтвэльное пространство в тепловыделяющих системах и др. Как правило, длина канала существенно превышает характерный поперечный размер и в нем можно определить преимущественное направление течения. Канал характеризуется следующими параметрами: длина, площади граничных сечений, периметр, гидравлический диаметр, шероховатость, местные сопротивления (распределенная модель), периметр теплообмена.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.