Гидродинамические и тепломассообменные процессы в элементах ядерных энергетических установок

В отчете представлены результаты исследований, выполненных по 3 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), теплообменный элемент парогенерирующей системы ЯЭУ АСММ, а также процессы турбулентного перемешивания сонаправленных потоков жидкости с различными физическими параметрами. 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 используется классические методы определения коэффициентов гидравлического сопротивления на основе измерения перепадов давления в экспериментальных каналах, определения коэффициента теплоотдачи на основе измерения температурного состояния стенки и рабочей среды, а также современный метод пространственной кондуктометрии для определения поля концентрации пассивной примеси, позволяющий детально изучить процессы турбулентного перемешивания потоков жидкости. 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.