Рис. 4. Распределения коэффициента давления вдоль чехла пучка:
1
— линия I, пучок с однозаходной навивкой;
2
— линия II, пучок с однозаходной
навивкой;
3
— линии I и II, пучок с четырехзаходными ребрами
Течение в стержневых пучках с дистанционированием “ребро
по ребру”.
Результаты моделирования течения в части поперечных
компонент скорости представлены на рис. 5, на котором в области
z
= 0
,
z
=
T/
24
,
z
=
T/
12
показаны характеристики стабилизирован-
ного потока в разных областях пучка.
Четырехзаходные дистанционирующие ребра определяют перио-
дичность геометрии ячеек, равную
T/
4
. Площадь поперечного сече-
ния в периферийных ячейках, перекрываемая дистанционирующими
ребрами, изменяется мало, составляя 2–3 сечения ребра; в централь-
ных ячейках находится по два ребра. Спиральное оребрение приводит
к созданию поперечной конвекции в пучке, для которой характерно
тангенциальное движение потока вдоль каждого стержня в соответ-
ствии с направлением ребер. Встречное направление потоков у стерж-
ней снижает интенсивность межъячеистого обмена по сравнению с
дистанционированием “ребро по оболочке”. Поперечные скорости на
границах ячеек составляют
8
% среднерасходной скорости. Этот ре-
зультат соответствует экспериментальным данным, приведенным в ра-
боте [3].
Ребра оказывают определяющее влияние на распределение попе-
речных скоростей как в центральной области ячеек, так и в зазорах
между стержнями. По мере сближения дистанционирующих ребер и
перекрытия зазора между соседними стержнями (область Б, см. рис. 5)
продольная скорость потока уменьшается, что приводит к возраста-
нию статического давления, препятствующего генерируемому навив-
кой конвективному переносу в данную область. При расхождении ре-
бер (область А, см. рис. 5) возникает поперечная циркуляция теплоно-
сителя, не связанная со следом за проволочной навивкой (см. рис. 2).
Амплитуда изменения статического давления по сечению пучка суще-
ственно меньше, чем при дистанционировании “проволока по оболоч-
ке”, и составляет
C
p
0
,
05
в центральных ячейках и
C
p
0
,
005
на
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2013. № 1 45
