Гидродинамические и тепломассообменные процессы в элементах ядерных энергетических установок

В отчете представлены результаты исследований, выполненных по 2 этапу проекта № FSWE-2021-0008 «Гидродинамические и тепломассообменные процессы в элементах ядерных энергетических установок» в рамках государственного задания в сфере научной деятельности. Объектами исследований по проекту являются конструктивные узлы основного оборудования перспективных ядерных энергетических установок (ЯЭУ), а именно тепловыделяющая сборка кассетного типа для реакторной установки атомной станции малой мощности (АСММ), тепловыделяющие сборки ТВСА и ТВС-Квадрат активных зон отечественных и зарубежных реакторов типа ВВЭР и PWR, фильтрующий аппарат с магнитной системой для ЯЭУ различного назначения, тройниковое соединение труб для парогенерирующих систем ЯЭУ различного назначения. Также в рамках реализации проекта был предложен вариант конфигурации ядерного энергоисточника на основе ВТГР для технологического применения. Основной целью проекта является изучение теплогидравлических процессов и турбулентного массопереноса в геометриях, характерных для энергетического оборудования ЯЭУ нового поколения, а также суперкомпьютерное моделирование задач вычислительной гидродинамики для расчетной оценки надежной и безопасной эксплуатации, проектируемых ЯЭУ нового поколения. В проекте используются классические методы определения коэффициентов гидравлического сопротивления на основе измерения перепадов давления в экспериментальных каналах, а также методы измерения компонент вектора скорости потока рабочей среды пневмометрическими зондами и визуализации течения рабочей среды за счет спрыска контрастной примеси. В результате выполнения работ получены эмпирические данные, позволившие исследовать особенности и выявить закономерности течения рабочих сред в элементах основного оборудования перспективных ЯЭУ, а также провести анализ математических моделей турбулентности в программах вычислительной гидродинамики и определить оптимальную для описания рассмотренных процессов модель.