Компоненты перепада давления
Особенности теплогидравлического расчёта реакторных установок с жидкометаллическим теплоносителем
Гидравлика
Основные понятия
Большинство гидродинамических расчётов в ядерной энергетике связаны с течениями в каналах. Главными задачами при расчёте таких течений являются определение гидравлических сопротивлений каналов различной формы и местных сопротивлений, расчёты распределения расходов, распределения скоростей, распределение касательных напряжений по периметру каналов. Целью расчёта гидравлических сопротивлений элементов контура является определение полных потерь давления в каналах и затрат мощности на прокачку теплоносителя.
Для гидравлических расчётов используются величины, характеризующие поток в каналах: геометрические характеристики канала (площадь сечения, гидравлический диаметр или другой определяющий размер, абсолютная и эквивалентная шероховатость и т.д.), скорость, плотность и вязкость среды. Средняя плотность среды определяется по средней температуре среды на данном участке канала.
В таблице 1 приведены факторы, влияющие на перепад давления в каналах.
Геометрия | Основные формы, специальные узлы, шероховатость | Круглые трубы, кольцевые каналы, пучки стержней, решетки, вентили, клапаны и др. |
Фазы среды | Однофазная, двухфазная | Однокомпонентные, двухкомпонентные, многокомпонентные |
Характер течения | Ламинарный, переходный, турбулентный | Интенсивность турбулентности |
Режим течения двухфазной смеси | Пузырьковый, снарядный, дисперсно-кольцевой и др. | Пузыри; жидкие и паровые плёнки; капли |
Направление потоков | Вертикальный восходящий Вертикальный нисходящий Наклонный Горизонтальный | Совместные потоки жидкости и пара, противонаправленные потоки |
Временные условия | Стационарное течение Нестационарное течение | Изменение скорости процесса |
Движущие силы | Вынужденная конвекция Естественная конвекция |
Компоненты перепада давления
Общее сопротивление каналов складывается из сопротивления трения и местных сопротивлений , а также сопротивлений, связанных с ускорением потока и преодолением разности плотностей (нивелирный напор) :
Для однофазного потока жидкости две последние составляющие, при умеренных подогревах, обычно малы по сравнению с первыми двумя.
Сопротивление трения рассчитывается по формуле:
;
где - средняя по сечению канала скорость среды; - плотность среды; , - соответственно длина и гидравлический диаметр рассматриваемого участка канала; - коэффициент сопротивления трения, зависящий от геометрии канала, его шероховатости и числа Рейнольдса. Шероховатость оценивается средней длиной выступов, она может равномерной или неравномерной. В расчётах используется значение эквивалентной шероховатости (зависит от материала и назначения).
Величина местного сопротивления рассчитывается по формуле:
;
где - коэффициент местного сопротивления; - скорость в меньшем сечении.
Потери давления на ускорение:
;
где , - плотности среды соответственно в начале и в конце рассматриваемого участка.
Дата добавления: 2016-06-05; просмотров: 935;