Взаимодействие воды высокого давления с высокотемпературным расплавленным металлом

Объекты исследования: гидродинамические и теплофизические процессы при разрыве трубки парогенератора реакторной установки со свинцовым теплоносителем, протекающие при разрыве трубки. Цель: определение закономерностей взаимодействия истекающей пароводяной струи высокого давления с высокотемпературным расплавленным металлом. Задача: определение гидродинамических воздействий при разрыве трубки парогенератора реактора со свинцовым теплоносителем на стадии формирования и распространения волны давления, обусловленной большой разницей давления в контурах и вскипанием пароводяной смеси (временной масштаб порядка 0,0001 - 0,001 с), стадии формирования зоны перемешивания пароводяной смеси и свинца, вследствие чего происходят колебания и возрастание свободного уровня тяжелого жидкометаллического теплоносителя в оборудовании контура (временной масштаб порядка 0,1 с), стадии дисперсного режима течения с долгоживущими каплями воды внутри паровых пузырей, когда могут произойти тонкая фрагментация капель воды и последующий обратный паровой взрыв (временной масштаб порядка 10 с). Разработаны математическая модель формирования и распространения ударной волны в жидком свинце при разрыве трубки парогенератора реактора БРЕСТ, комплексная математическая модель расширения пара в жидком свинце при вскипании воды, истекающей из разрыва трубки парогенератора, с учетом теплообмена между свинцом и водой, фазового перехода и течения свинца, вызванного расширением пара. Предложена математическая модель парового взрыва, который может реализоваться в сформированной области многофазной перемешанной среды (капли воды, пузыри пара и несущая фаза жидкого свинца). Выполнена валидация математических моделей, реализованных в виде расчетных кодов, на имеющихся экспериментальных данных.