навивки ребер, обратно пропорционально числу ребер на стержне.
В области квазистационарного течения (после диссипации турбулент-
ности, сформированной на входе в пучок стержней) турбулентное те-
чение характеризуется периодическим изменением продольной и по-
перечной компонент скорости, так же как и турбулентных характе-
ристик потока. Последние по сравнению с периодичностью средних
компонент скорости в силу конвективного переноса могут иметь пе-
риодичность вдоль продольной координаты со сдвигом.
В настоящей работе с использованием современного CFD-кода вы-
полнен анализ структуры течения в пучке стержней с двухзаходной
трапециевидной формой оребрения, что может представлять интерес
для создания тепловыделяющих сборок (ТВС) перспективных реакто-
ров на быстрых нейтронах с тяжелым жидкометаллическим теплоно-
сителем.
Анализ выполнен для одного значения шага навивки ребер и двух
значений высот ребер применительно к исследованию макетов ТВС
центральной и периферийной подзон (ЦЗ и ПЗ) активной зоны ре-
акторной установки БРЕСТ-ОД-300 [1, 2] при продувке макетов воз-
духом при числах Рейнольдса 5,02
∙
10
4
и 5,82
∙
10
4
, соответствующих
ранее полученным экспериментальным данным [3].
Объекты исследования. Математическая модель.
Объектами
исследования являются 37-стержневые макеты ТВС ЦЗ и ПЗ. Стержни
расположены в правильной треугольной решетке с шагом 27,57 мм и
размещены в шестигранном чехле с внутренним размером “под ключ”
173 мм. Основные геометрические характеристики стержней макетов
приведены в таблице.
Расчетные сетки моделей макетов включают в себя проточную
часть пучков, а также подводящий тракт конфузорной формы, фор-
мирующий поток на входе в макет ТВС. Подводящий тракт состоит
из центрального конфузора с диаметром на входе в пучок стержней,
равным 56 мм, и кольцевого периферийного конфузора с аналогич-
ным диаметром 176 мм. В центральном и периферийном конфузорах
установлены выравнивающие решетки, в том числе и общая для кон-
фузоров решетка на входе в макет ТВС. Общая решетка выполнена
с отверстиями диаметром 12 мм, центры которых соответствуют рас-
положениям центров гидравлических ячеек пучков стержней ТВС ЦЗ
и ПЗ.
Численное моделирование выполнено как для моделей ТВС с под-
водящим конфузорным трактом, так и без него.
Расчетная сетка моделей — полиэдральная, построенная с исполь-
зованием пакета ANSYS Meshing [4] и последующей адаптацией в
пакете ANSYS Fluent 15.0 [5]. Общее число элементов расчетной сет-
ки равно
∼
10
8
.
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2015. № 3 5