+78136960367 korsar@niti.ru

Исходные данные

Эксперименты с равномерной по длине плотностью теплового потока проводились на трубах с обогреваемой длиной от 0.8 м до 1.5 м. Диапазон изменения режимных параметров составлял:

  • по давлению — от 3 до 15 МПа;
  • по плотности теплового потока — от 0.4 до 2.5 МВт/м2;
  • по массовой скорости — от 400 до 3000 кг/м2/с.

Для расчета будем использовать данные, приведенные в таблице

Qmax, МВт/м2 P1, МПа Tвх, 0К ρw, кг/м2*с
0.77 14.74 598 1847

Экспериментальные данные для приведенных условий [1] представлены на рисунке:

Для удобства построения графиков сравнения результатов расчета с экспериментальными данными экспериментальные точки представлены в таблице:

xотн -0.113 -0.085 -0.075 -0.065 -0.055 -0.045 -0.04
φ 0.0 0.0 0.005 0.015 0.020 0.018 0.040
xотн -0.03 -0.02 -0.01 0.0 0.01 0.018 0.03
φ 0.043 0.060 0.070 0.075 0.110 0.140 0.175
xотн 0.038 0.048 0.058 0.065 0.075 0.085  
φ 0.210 0.240 0.275 0.305 0.33 0.345  

Нодализационная схема

Для моделирования эксперимента с помощью РК КОРСАР требуется разработать расчетную модель, графически представленную нодализационной схемой. На рисунке показан типовой вариант нодализационной схемы для моделирования восходящего потока воды, протекающей в вертикальной трубе, обогреваемой электрическим током. Поток воды в вертикальной трубе здесь моделируется элементом канал CH1, связанным по входу с элементом непроницаемое соединение BLJUN1, по выходу — с элементом заданная граничная ячейка BVOL_T1. Канал CH1 разбит на 21 расчетную ячейку. Посредством элемента заданный источник массы SMASS_T1 в первую расчетную ячейку канала CH1 подается необходимый расход воды согласно табличному значению ρw. Корпус трубы смоделирован с помощью элемента теплопроводящая конструкция HCS1. Теплопроводящая конструкция разбита на 3 расчетных узла по радиусу и на 20 расчетных ячеек по длине. Подогрев корпуса трубы моделируется с помощью элемента заданное энерговыделение в теплопроводящей конструкции QHCS_T1. Внешняя теплоизоляция трубы моделируется с помощью элемента заданное граничное условие по теплообмену BHEAT1.

Файл входных данных KORDAT

Файл входных данных kordat сформирован в виде программы на языке DLC в соответствии с разработанной нодализационной схемой. Файл состоит из набора процедур, позволяющих описать связи между элементами LAYOUT и условия однозначности для каждого элемента нодализационной схемы DATA. Кроме этого сформирован список выводимых результатов расчета OUTPUT и описание сценария выполнения эксперимента в виде процедур EVENT, задающих подъем мощности нагрева и увеличение расхода до заданных величин. Кроме этого, с помощью процедур EVENT сформированы вычисляемые параметры из рассчитываемых для каждого элемента типовых величин.

Таким образом, записи в файле kordat [3] можно представить следующим образом:

Файл входных данных для утилиты KUTDAT

В РК КОРСАР расчетная информация выводится во внешний файл результатов korres. Для того, чтобы этот файл был более компактным, запись числовой информации в него производится в двоичном виде. Для получения расчетной информации в текстовом виде (в виде таблиц рассчитываемых параметров) используется служебная программа – утилита kutil2.exe, задание для которой также пишется в ее входном файле kutdat в текстовом виде на языке DLC.

Файл входных данных для утилиты пишется на версии языка DLC, в которой отсутствуют процедуры DATA, LAYOUT, EVENT, а имеются только основная процедура и описания процедур OUTPUT.

Структура основной процедуры файла входных данных для утилиты в общем случае выглядит следующим образом:

  • задание значений ключей процедуры;
  • описание переменных и вспомогательные расчеты;
  • операторы вывода до начала цикла по времени;
  • блок BEGIN…END — цикл по времени записей в файле результатов;
  • операторы вывода после цикла по времени;
  • оператор END.

Любые части, кроме последнего оператора END, могут отсутствовать. Отсутствие блока BEGIN…END означает отсутствие цикла по времени записей в файле korres.

Блок BEGIN…END организует цикл по времени записей, содержащихся в файле korres.

Процедура OUTPUT утилиты может быть вызвана оператором OUT, из основной процедуры, в том числе из блока BEGIN…END.

Если внутри процедуры OUTPUT имеется хотя бы один оператор WRITE или WRITE1, на который попадает управление, то открывается файл с именем, которое совпадает с именем текущей процедуры OUTPUT, и каждый оператор WRITE (WRITE1) записывает в этот файл одну строку.

Предварительно установлено, что расчетные значения балансного и объемного паросодержаний практически не изменяются во времени после 20 с расчетного времени, поэтому будем считать, что время установления статики в данной задаче – примерно 20 с, и выведем значения паросодержаний в файл результатов расчета calc.dat после 20 секунды, используя следующий файл kutdat [4]:

Записанные в файл calc.dat результаты расчета в сравнении с экспериментальными данными представлены на следующем рисунке:

Список литературы

  1. Бартоломей Г.Г., Брантов В.Г., Молочников Ю.С. и др. Экспериментальное исследование истинного объемного паросодержания при кипении с недогревом в трубах. — Теплоэнергетика, 1982, №3, с.20-22.
  2. РК КОРСАР/В3. — Руководство пользователя. — НИТИ, 2019.