РАЗРАБОТКА НАУЧНЫХ ОСНОВ РАСЧЕТА И ЭКСПЛУАТАЦИИКОНТУРОВ ЕСТЕСТВЕННОЙ ЦИРКУЛЯЦИИ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

Представлены результаты экспериментального исследования гидродинамики и теплообмена в двухфазном контуре естественной циркуляции (КЕЦ) атмосферного давления. Эксперименты проведены на жидкостях с существенно различными свойствами (вода, перфторгексан). В КЕЦ скорость циркуляции не известна заранее, а является сложной функцией заданных параметров (теплового потока и температуры жидкости на входе в обогреваемую секцию) и внутренних характеристик двухфазного потока. В экспериментах при заданном тепловом потоке измеряли температуру жидкости на входе в обогреваемый канал и стенки по его высоте, скорость циркуляции. Эксперименты и анализ показали, что гидродинамическая неустойчивость течения (пульсации скорости, температуры обогреваемой поверхности) объективно неизбежна в двухфазном КЕЦ. Выполнен анализ влияния структуры парожидкостного потока на истинное объемное паросодержание, сопротивление трения и теплообмен при кипении в каналах. Показана целесообразность построения расчетных методик для сопротивления трения и истинного объемного паросодержания двухфазных потоков с учетом их структуры (режима течения). При низких приведенных давлениях удовлетворительные результаты дает использование гомогенной модели для квазигомогенных режимов течения и модели дисперсно-кольцевого потока при высоких значениях истинного объемного паросодержания; при этом область применимости гомогенной модели ограничена очень низкими значениями массового паросодержания потока. Предложен и практически проверен на опытных данных метод перехода в расчетах с гомогенной модели на модель кольцевого потока. Впервые при расчете дисперсно-кольцевых потоков учитывали унос капель с поверхности пленки на основе разработанных моделей. На основе этого подхода успешно рассчитаны теплогидравлические характеристики двухфазного контура естественной циркуляции.