Интенсификация и моделирование теплообмена в энергодвигательных установках аппаратов для пилотируемой экспедиции на Марс, страница 19

                               Результаты расчета 

Рассчитаем параметры реактора

           Теплоноситель- водород, витые трубы:

   -тяга ЯРД                   -эквивалентный диаметр витых труб                                                                                                   

  -удельный импульс тяги               

  температура водорода на входе в реактор        

 температура водорода на выходе из реактора

 -пористость реактора

       при входной  температуре и давлении 3.92 бар

 

Число Маха: М=0.2        

Скорость звука в воздухе

Число Рейнольдса

Масса реактора:

 плотность твелов  (цирконий) при температуре 2200 К

              

  Дж

 Дж

 плотность водорода при средней температуре по газу

      тепловой поток в твелах

Число Нуссельта:

=58.622

Коэффициент гидравлического сопротивления:

Гидравлическое сопротивление по формуле Дарси- Вайсбаха:

 м

Масса реактора

 кг

Рассчитаем длину реактора:

  м

                    

Средняя плотность теплового потока:

Максимальная скорость на выходе из канала ядерного реактора:

 плотность водорода на выходе из реактора

                                                   

 м/c

           Теплоноситель- водород,  прямые   трубы:

   -тяга ЯРД                                                                                                            

  -удельный импульс тяги                

  температура водорода на входе в реактор        

 температура водорода на выходе из реактора

 -пористость реактора

       при входной  температуре и давлении 3.92 бар

 

Число Маха: М=0.2        

Скорость звука в воздухе

          количество сборок

 м   диаметр ТВС

0.043       м   диаметр активной зоны

 м

Число Рейнольдса

Масса реактора:

 плотность твелов  (цирконий) при температуре 2200 К

              

  Дж

 Дж

 плотность водорода при средней температуре по газу

      тепловой поток в твелах

Число Нуссельта:

=31.295

Коэффициент гидравлического сопротивления:

Гидравлическое сопротивление по формуле Дарси- Вайсбаха:

 м

Масса реактора

 кг

Рассчитаем длину реактора:

  м

                    

Средняя плотность теплового потока:

Максимальная скорость на выходе из канала ядерного реактора:

 плотность водорода на выходе из реактора

                                                   

 м/c

                                      Выводы.

1. Ознакомились с литературой по интенсификации тепло- и массообмена на макро-, микро- и наномасштабах.

2.Проведены расчёты для прямых и витых труб для теплоносителя- водорода.

3.Расчёты показали, что число Нуссельта  для витых труб  выше почти в 2 раза , чем у прямых, а также размеры реактора для витых труб меньше, чем  у прямых.

4. Разработанный метод расчета полей скоростей  давлений в коллекторной тепловыделяющей сборке с шаровыми твелами с продольно-поперечным  течением газа, обоснованный экспериментально путем сопоставления теоретически рассчитанных и экспериментально измеренных полей скоростей и давлений на моделях ТВС, может быть использован при определении теплогидравлических и тепломассообменных характеристик таких сборок.

4.Результаты исследования свидетельствуют о том, что в ТВС коллекторного типа с шаровыми твелами и продольно- поперечным течением газа необходимо обеспечить выравнивание радиального расхода теплоносителя для ядерных реакторов, работающих в условиях высоких температур и тепловых потоков, для обеспечения их безопасной и длительной работы в течении 10 лет в Космосе.

5. Обнаружено, что течение в трактах коллекторов хотя и носит сложный характер, но при некоторых допущениях это пространственное течение поддается математическому описанию, а также численному моделированию теплогидравлических и тепломасообменных процессов в рассмотренных каналах сложной формы.