ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ СМЕШЕНИЯ ПОТОКОВ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ЭЛЕМЕНТАХ ОБОРУДОВАНИЯ ЯДЕРНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

Процессы смешения потоков с различной температурой и концентрацией растворенной примеси весьма распространены в оборудовании ядерных энергетических установок. В ряде случаев такие процессы значительно влияют на ресурс реакторной установки и ее поведение в переходных и аварийных режимах работы. Целью работы было создание измерительной системы и тестового экспериментального стенда, проведение первичных исследований, внедрение метода пространственной кондуктометрии в практику исследования турбулентных потоков теплоносителя. В ходе работы создан измерительный комплекс, включая сами пространственные датчики, и экспериментальный стенд для проведения исследований; выполнены первичные тесты. Особое внимание уделено процедурам калибровки и методической отработке применения кондуктометрических датчиков при измерении характеристик турбулентных потоков теплоносителя. Исследования проводили методом электрически контрастного трассера при спутно-струйном течении в закрытом канале круглого поперечного сечения. В ходе измерений получали как осредненные, так и нестационарные реализации измерительного сигнала. Выполненная обработка данных эксперимента показывает хорошее их согласование с данными, полученными при помощи измерительных систем, основанных на других физических принципах действия. Получены калибровочные зависимости, создана методическая база настройки и применения измерительных систем с пространственными кондуктометрическими датчиками. Приобретенный опыт работы с пространственными кондуктометрами позволил сформулировать принципы проведения исследований на крупномасштабных моделях основного оборудования ядерных энергетических установок. Пространственные датчики сетчатой конструкции зарекомендовали себя как перспективный тип вихреразрешающих измерительных устройств.

измерительная система, кондуктометрия, ядерный реактор, гидродинамика теплоносителя, турбулентные потоки

1. Velasco, H.F. Rodrigues Application of wire mesh sensors in multiphase flows / H.F. Velasco, O.M.H. Pena // Flow measurement and instrumentation. – 2015. – Vol. 45 – Р. 255–273.

2. Da Silva, M.J. Impedance sensors for fast multiphase flow measurement and imaging : Ph.D. dissertation / M.J. Da Silva. – Technische Universität Dresden, 2008.

3. Ylonen, A. Single-phase crossmixing measurements in a 4 × 4 rod bundle / A. Ylonen, W.M. Bissels, H.M. Prasser // Nuclear Engineering and Design. – 2011. – Vol. 241, Р. 84–93.

4. Внедрение метода матричной кондуктометрии в исследование гидродинамических процессов течения теплоносителя в оборудовании ЯЭУ / А.А. Баринов [и др.] // Труды НГТУ. – Н. Новгород, 2015. – № 1. – С. 139–145.

5. Вохник, О.М. Моделирование и обработка стохастических сигналов и структур / О.М. Вохник [и др.]. – М. : Университетская книга, 2012. – 81 с.

6. Taylor, G. The dispersion of matter in turbulent flow through a pipe / G. Taylor // Proceedings of the Royal Society of London. – 1954. – P. 446–468.

7. Полунин, М.А. Осесимметричная турбулентная струя в спутном потоке / М.А. Полунин // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. – 2009. – № 1. – С. 170–171.

8. Развитие стендовой базы НГТУ им. Р.Е. Алексеева для верификации CFD программ / С.М. Дмитриев [и др.] // Сборник трудов НТС «Проблемы верификации и применения CFD-кодов в атомной энергетике». – Н. Новгород, 2016. – С. 17–18.