воды в ТВС и при замене в работе [6] молекулярной вязкости
μ
0
на
эффективную вязкость
μ
эф
формулы [6] дают значения
ς
, существенно
меньшие в сравнении с оценками по разработанной модели. Расхо-
ждения достигают 40% и могут быть объяснены взаимным влиянием
пограничных слоев, которое учитывается в работе [4], но не учиты-
вается в работе [6]. Размеры пограничных слоев увеличиваются при
повышении эффективной вязкости и становятся сопоставимыми по
величине с приведенным зазором
h
.
Валидация предложенной модели демпфирования и декрементов
колебаний проведена по результатам экспериментального определе-
ния характеристик демпфирования, основанного на анализе процессов
затухания механических колебаний выведенного из состояния равно-
весия пучка твэлов макета ТВС ВВЭР-440 путем создания его на-
чального прогиба [4]. Все эксперименты проводились на полномас-
штабном макете ТВС ВВЭР-440 второго поколения, изготовленном из
штатных конструкционных материалов по штатной технологии. Макет
отличается от натурной ТВС только наличием свинцовых имитаторов
таблеток ядерного топлива. Методика экспериментального исследова-
ния характеристик демпфирования позволяет определить суммарный
эффект рассеяния энергии колебаний пучка твэлов также за счет кон-
струкционных потерь и влияния гидродинамического сопротивления.
В условиях отсутствия воды в макете ТВС, когда затухание колебаний
обусловлено только конструкционными потерями, значение коэффи-
циента демпфирования составило
ς
к
= 250
Н
·
с/м
2
. Это значение соот-
ветствует декременту колебаний
d
≈
0
,
33
, соизмеримому с расчетным
значением для макронеподвижной жидкости. Следует отметить высо-
кие конструкционные демпфирующие свойства пучка твэлов, объеди-
ненных дистанционирующими решетками. По данным работы [2], для
отдельных труб с числом опор до 8 значения декрементов колебаний
не превышают 0,15.
Колебания пучка твэлов фиксировались с помощью установленных
в некоторых твэльных трубках двухкомпонентных пьезорезистивных
виброакселерометров, включенных в измерительные каналы с инте-
грирующими усилителями [7]. На рис. 2 приведены характерные за-
писи затухающих колебаний пучка твэлов при различных скоростях
течения воды в ТВС. Видно, что с ростом скорости течения усиливает-
ся демпфирующее влияние потока. На основе полученных реализаций
затухающих колебательных процессов были построены их огибаю-
щие – экспоненциальные функции убывания амплитуд при различных
скоростях течения воды в ТВС (рис. 3):
δ
(
z, τ
) =
δ
(
z,
0) exp(
−
γτ
)
,
(4)
где
δ
(
z, τ
)
и
δ
(
z,
0)
— амплитуды колебаний в сечении пучка
z
в мо-
менты времени
τ
и
τ
= 0
;
γ
— коэффициент затухания амплитуды
колебаний.
62 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2009. № 3
