11 / 15
А.А. Дунайцев, В.И. Солонин
94
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2017. № 2
Сравнивая результаты расчетов (см. рис. 6), выявили, что в условиях моде-
лирования учет теплопроводности стержней снижает температуру потока на
3…5 K при уровне максимальных повышений температур 15…24 K, приводит к
расширению границ подогретого потока. Локальные максимумы температуры
расположены в центральной области регулярных ячеек, а максимальные гради-
енты — в области зазоров между стержнями, где максимальна интенсивность
конвекции, генерируемая ребрами [17]. Экспериментальные и расчетные дан-
ные лучше соответствуют результатам расчетов с учетом теплопроводности.
Отличия геометрии модельных трактов от номинала приводят к различию экс-
периментальных данных и расчетов с учетом теплопроводности стержней в
пределах до 3…5 K.
Заключение. С
равнивая результаты физического и численного моделиро-
вания осредненного течения и массопереноса в плотном 37-стержневом пучке
оребренных твэлов с дистанционированием ребро по ребру выявили, что ис-
пользование SST-модели турбулентности позволяет получить распределения
средней скорости, температурной «метки» в потоке модельного теплоносителя
(воздуха), гидравлическое сопротивление пучка стержней, хорошо соответству-
ющие экспериментальным данным.
Проведен анализ влияния геометрических отклонений проточной части 37-
стержневого пучка от номинала на различие локальных характеристик течения,
полученных в экспериментах и расчетах, которые были выполнены для номиналь-
ной геометрии стержней и модели. Отклонения положения отдельных стержней,
достигающее 7 % описанного диаметра стержня, отклонения шага навивки ребер,
составляющего до 4 % номинального значения, вызывают отклонения средней ско-
рости потока в области ячеек пучка в пределах 6…8 %, в области зазоров между
стержнями — до 60…80 %. Указанные неоднородности скорости потока в модель-
ной сборке имеют следствием отличие экспериментальных и расчетных распреде-
лений температурных разностей в пределах до 25 %. Все отклонения локальных
экспериментальных и расчетных характеристик потока соответствуют геометриче-
ским отклонениям проточной части модели.
Оребрение стержней, периодически изменяющее геометрию проточной ча-
сти и интенсифицирующее поперечный массообмен через зазоры между стерж-
нями, существенно влияет на распределение средней скорости потока в пучке
стержней модели и на распределение температурной «метки», вводимой на вхо-
де в модель за счет подогрева части потока или в объеме модели за счет нагрева
четырех стержней. В результате распределения средней скорости зависят от по-
ложения ребер, а распределения температуры немонотонны: локальные макси-
мумы расположены в области ячеек тракта потока воздуха в пучке стержней,
что свидетельствует о важной роли конвективного массопереноса оребрением.
Учет роли растечки теплоты по высокотеплопроводной оболочке электро-
нагреваемых стержней на температурные распределения в модельной сборке
показал, что изменения локальной температуры в потоке с учетом теплопро-
водности оболочки в области максимальных температур потока (~20
С) со-