скорости течения. Очевидно, что при таком подходе качество оценки
демпфирующих свойств потока будет определяться значениями коэф-
фициентов эффективной вязкости жидкости, заполняющей зазор меж-
ду внутренней поверхностью шестигранного чехла и внешним рядом
твэлов колеблющегося пучка.
Важно отметить, что указанный коэффициент эффективной вязко-
сти движущейся жидкости здесь рассматривается как параметр, ко-
торый в рамках модели демпфирования качественно и количественно
учитывает влияние течения на рассеяние энергии колебаний. Поэтому
его значение может быть принято постоянным в сечении, а не изменя-
ющимся от оси потока к поверхности, как это имеет место для течений
в каналах. Значение коэффициента эффективной вязкости может быть
определено по гидравлическому сопротивлению пучка твэлов, полу-
ченному расчетом или экспериментально.
С учетом принятых допущений течение в зазоре между чехлом и
внешним рядом твэлов пучка описывается уравнениями Навье–Стокса
для стационарного течения жидкости в плоском канале [5] с эффек-
тивной вязкостью
μ
эф
:
μ
эф
∂
2
u
∂y
2
=
∂p
∂z
,
∂p
∂y
= 0
.
(2)
Из уравнений (2) следует оценка коэффициента эффективной вяз-
кости
μ
эф
жидкости, в которой происходят колебания пучка твэлов:
μ
эф
=
h
2
12¯
u
dp
dz
.
(3)
где
h
— ширина зазора между чехлом и внешним рядом твэлов пучка.
Значения
μ
эф
были получены по экспериментальным данным о по-
терях давления в пучке твэлов натурных размеров макета ТВС ВВЭР-
440. Для этого измеряли перепады статического давления на внутрен-
ней поверхности шестигранного чехла при проливках макета на ги-
дродинамическом стенде кафедры “Ядерные реакторы и установки”
МГТУ им. Н.Э. Баумана. Средняя скорость течения в макете ТВС со-
ставляла до
∼
5
,
6
м/с, что в 1,5 раза превышает эксплуатационную
скорость в ТВС ВВЭР-440. Градиент гидравлического сопротивления
макета при различных скоростях течения воды приведен в таблице.
Используя полученные по уравнению (3) значения
μ
эф
и модель демп-
фирования колебаний пучка твэлов в макронеподвижной жидкости,
получены значения коэффициентов гидродинамического демпфирова-
ния и соответствующих им декрементов колебаний. При этом ширина
приведенного зазора между внутренней поверхностью чехла и внеш-
ним рядом твэлов на основе данных работы [4] принималась равной
h
= 5
,
5
мм. Результаты расчетов значений коэффициентов демпфи-
рования и декрементов колебаний для различных скоростей течения
воды в макете ТВС также представлены в таблице. Видно, что коэф-
фициент демпфирования колебаний за счет движения теплоносителя в
60 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2009. № 3
