11 / 13
перед макетом. Область существенного изменения характеристик тур-
булентности составляет 1. . . 1,5 шага дистанционирующей навивки,
однако квазистационарные значения характеристик турбулентности в
пределах длины макета ТВС (
∼
2
,
4
шага дистанционирующей навивки)
не достигаются.
2. Осредненные по Рейнольдсу квазистационарные значения про-
дольной скорости в области ядра турбулентного потока у поверхности
стержня, расположенного в регулярной решетке, периодически изме-
няются с шагом, равным 1/6 шага дистанционирующей навивки в на-
правлении вдоль потока. Максимумы продольной скорости в соседних
точках вдоль периметра стержня имеют фазовый сдвиг, равный поло-
вине углового шага периодичности (180
◦
).
3. Осредненные по Рейнольдсу тангенциальные компоненты ско-
рости достигают стабилизированных значений на расстоянии от входа
в макет ТВС порядка 0,9. . . 1,3 шага навивки, причем наибольшие
значения соответствуют области подветренной части потока, где на-
ряду с периодичностью скорости через 1/6 шага навивки ребер чет-
ко прослеживается периодичность 1/2 шага навивки ребер. Значения
поперечных скоростей составляют 0,04–0,2 от значений продольных
компонент, амплитуда их изменения — 0,02–0,05.
4. Векторные распределения тангенциальных компонент скорости
показывают, что трапецеидальное оребрение создает вторичное те-
чение вдоль направления завивки ребер, содержащее в своем соста-
ве вихревых зоны, что инициирует обмен между ячейками в пучках
твэлов с подобной геометрией трактов теплоотвода.
5. Статическое давление в потоке, омывающем оребренные стерж-
ни, содержит периодическую составляющую, достигающую
∼
5
%
среднего значения статического давления. Область начала квазили-
нейного изменения статического давления начинается на расстоянии
∼
0
,
25
шага навивки ребер.
6. Анализ полученных данных показывает, что использование стан-
дартной (
k
–
ε
)-модели турбулентности для расчетов характеристик те-
чения потока в сборках с оребренными стержнями позволяет опреде-
лить основные особенности структуры течения.
7. Данные анализа указывают на то, что стабилизация течения по-
тока (потерь давления) наступает существенно раньше, чем стабили-
зация распределений продольной и поперечной компонент скорости.
Стабилизация характеристик турбулентности требует протяженности
области течения более трех шагов навивки ребер. Эти данные со-
ответствуют результатам анализа развития турбулентного течения в
пристенном пограничном слое.
При необходимости уменьшить длину участка стабилизации в
сборках стержней с оребрением необходимо уменьшать турбулентные
возмущения потока на входе.
14 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2015. № 3