Диагностика двухфазных течений в вертикальных каналах в режиме естественной циркуляции по пристеночным пульсациям давления

1 / 13

УДК 621.039:532.529
ДИАГНОСТИКА ДВУХФАЗНЫХ ТЕЧЕНИЙ В ВЕРТИКАЛЬНЫХ
КАНАЛАХ В РЕЖИМЕ ЕСТЕСТВЕННОЙ ЦИРКУЛЯЦИИ
ПО ПРИСТЕНОЧНЫМ ПУЛЬСАЦИЯМ ДАВЛЕНИЯ
Н.Ш. Исаков , В.В. Перевезенцев
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация
e-mail:
В системах охлаждения активных зон ядерных реакторов особый интерес
представляют режимы естественной циркуляции двухфазных теплоносите-
лей. Для верификации расчетных теплогидравлических кодов, применяемых при
проектировании и обосновании безопасности ядерных энергетических устано-
вок с использованием двухфазных течений, необходима информация о структур-
ных и интегральных характеристиках таких потоков. Рассмотрены вопросы
диагностирования двухфазных потоков и идентификации режимов течения
при движении в вертикальных каналах в условиях естественной циркуляции
на основе анализа измерений пристеночных пульсаций давления. Представлены
результаты измерений пристеночных пульсаций давления двухфазных течений
воздух–вода в вертикальных каналах круглого сечения при естественной цир-
куляции и относительно низких массовых скоростях циркуляции для различных
режимов течения с приведенными скоростями воздуха от 1,95 до 9,18 м/с и
объемным расходным газосодержанием до 0,4. Получены спектральные харак-
теристики, продольные расстояния между газовыми включениями (пузырями),
их размеры, скорости в двухфазном потоке на основе анализа спектров, стати-
стических характеристик и автокорреляционных функций пристеночных пуль-
саций давления.
Ключевые слова: гидродинамика, двухфазные потоки, диагностика, естествен-
ная циркуляция, пристеночные пульсации давления, режимы течения, энергети-
ческие установки, ядерные реакторы.
DIAGNOSTICS OF TWO-PHASE FLOWS IN VERTICAL CHANNELS
DURING THE NATURAL CIRCULATION BY NEAR-WALL PRESSURE
PULSATIONS
Isakov, V.V. Perevezentsev
Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russian Federation
e-mail:
The paper discusses natural circulation of two-phase fluids, which is of particular
interest for cooling systems of the reactor cores. The information about structural
and integral characteristics of two-phase flows is necessary for verification of
the computed thermal-hydraulic codes used in designing and safety justification
of the nuclear power plants with two-phase cooling systems. The paper considers
diagnostics of two-phase flows as well as an identification of the flow motion regimes
inside the vertical channels in the natural circulation. The offered diagnostics is based
on the analysis of measuring the near-wall pulsed pressure. The paper presents
the results of measuring the near-wall pressure pulsations of two-phase air-water
flows in the vertical channels of a circular cross section in the mode of natural
circulation. It occurs at relatively low mass velocities of circulation for various flow
regimes considering a superficial air velocity in the range of 1.95 to 9.18 m/s and a
consumption gas content up to 0.4. Based on the analysis of both spectral-response
characteristics and autocorrelation functions of the near-wall pressure pulsations,
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2015. № 3 17