Введение к работе
Пленочное течение в вертикальных каналах находит широкое применение в различных отраслях народного хозяйства.В энергетике, в частности,ядерной,использование пленочного охлаждения элементов оборудования занимает значительное место и обуславливается факторами надежности, безопасности и экономичности по сравне-ниш,например, с проливным течением охлаждающей жидкости в каналах СУЗ реакторов FEMK, как это осуществлялась в -них. да 1989 г. Имеющиеся теоретические и вкспериментальные данные позволили поставить вопрос о разработке методов интенсификации и активного управления теплообменом в каналах ядерных энергетических установок, использующих пленочное охлаждение, на основе информации о состоянии гидродинамики пленочного течения.
ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ ЯВИЛОСЬ ИЗуЧвЕИВ МЄХЯНИЗМа_ ВОЗДеЙСТВИЯ ЕНЗ-
кочастотных колебаний расхода жидкости на тешюгщпюдинамическив характеристики пристенной пленки жидкости для разработки метода управления процессом теплообмена, проектирования нового и анализа работы действующего энергетического оборудования.
1. Экспериментально определить частоты колебаний расхода жид
кости, при которых достигается максимальная теплоотдача к плеи-
ке при различных режимах течения (числах Re пленки). Исследовать
закономерности теплообмена и гидродинамики в каналах с пленочным
течением при наложении низкочастотных колебаний на расход жидкости.
2. Установить влияние искусственных низкочастотных колебаний
пленочного течения на изменение минимальной плотности орошения
обогреваемой поверхности канала.
3. Провести анализ характеристик устройств, модулирующих низко
частотные колебания расхода жидкости и определить их оптимальные
геометрические соотношения.
4.. Разработать диагностико-управляхщув систему на базе микрс-ЗЕМ с использованием метода наложения колебаний на расход жидкости с целью поддержания максимального уровня теплоотдачи к пленке для исследуемых режимов течения теплоносителя.
5. На основе проведенных исследований разработать' устройство для модуляции колебаний потока жидкости.
метод исследования. Задачи по исследованию закономерностей влияния низкочастотных колебаний расхода жидкости в пленочных
течениях на гидродинамику и теплообмен были решены методом экспериментально-теоретического анализа волновой структуры пленочного течения.
научная новизна. Выполнены экспериментальные исследования по влиянии искусственных возмущений расхода жидкостной фазы на характеристики гидродинамики и теплообмена при различных режимах
течения.
Выявлены частоты колебаний расхода жидкости,, при которых
достигается максимальная теплоотдача к планке.
Получены данные о влиянии вынужденных колебаний жидкости на устойчивость пленки к пересыханию.
Впервые проведены исследования по оптимизации конструкции модуляторов, создающих вынужденные колебания расхода жидкости.
Разработан алгоритм, а на его основе - диагностика-управ-ляшцая микропроцессорная система регулирования с обратной связью, отслеживающая текущее гидродинамическое состояние пленочного течения и подающая управляющий сигнал на устройство, задающее частоту колебаний жидкости с целью интенсификации теплоотдачи.
практическая значимость. Предложенный способ и методика ак-тинной~йнтенсифитсптпт теплообмена с использованием системы диагностики позволяют повысить надежность пленочного охлаждения энергетического оборудования, интенсифицировать теплоотдачу к пленке, уменьшить расход теплоносителя за счет снижения плотности орошения обогреваемой поверхности канала.
Данная методика применима в ядерной и тепловой энергетике, использующей пленочное охлаждение элементов оборудования, и может быть использована в химической технологии, нефтеперерабатывающей, пищевой промышленности и металлургии.
В современных ядерных энергетических установках метод активного управления характеристиками теплогидрввлических процессов наиболее эффективен для повышения надежности пленочного охлаждения каналов СУЗ реакторов типа РБМК, повышения эффективности систем аварийного охлаждения активной зоны корпусных и канальных реакторов АЭС.
На основании разработанного метода интенсификации теплообмена с использованием наложения низкочастотных колебаний на пленочное течение был предложен способ повышения теплоотдачи и предотвращения высыхания пленки жидкости и устройство для модуляции колебаний потока жидкости, на которые 27 января 1996 г. получен Патент Российской Федерации м 2053480 с приоритетом изобретения от 6 октября І993і
апробация работы. Оснонннв результаты диссертационнсй работы и ев отдельные положения были обсуждены и получили одобрение на Областной научно-технической конференции по "Актуальным проблемах создания и эксплуатации турбинного оборудования" (Свердловск, 1986 г.), на научно-технических конференциях "Актуальные проблемы атсмной науки и техники" (Свердловск, 1986, 1988), на Всесоюзной конференции "Теплообмен в парогенераторах"(Новосибирск, 1988 г.), на 4-й Зедсярской научно-технической конференции (Заречный, 1989 г.),на "Сырскятннковских чтениях" по проблемам энергетики (Екатеринбург, 1995 г.), на Международной выставке "Техника и технологии в атомной энергетика" (ШГКТЭК--95) в декабре 1ЭЭ5 г. (Москва).
публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ в научных журналах и сборниках трудов, материалах ВсессгЕннх конференций, по теме диссертации получен патент комитета Российской Федерации по патентам и товарным знакам J6 2053480, зарегистрированный в Государственном реестра изобретений 27.01.96.
структура и овьем работы. Диссертация изложена на IS6 стр. маши-нописного текста, содержит 47 рисунков, состоят из введення, пяти глав, выводов, списка литературы, кключавдего 76 наименований, в т.ч. 10 наименований на иностранных языках, и приложения.
