SU584202A1

SU584202A1 - Method of determining the critical heat flux value

Info

Publication number: SU584202A1
Application number: SU7502199527A
Authority: SU
Inventors: Леонид Владимирович Зысин; Владимир Семенович Грановский; Павел Андреевич Морозов; Владимир Бенцианович Хабенский
Original assignee: Предприятие П/Я М-5301
Priority date: 1975-12-15
Filing date: 1975-12-15
Publication date: 1977-12-15

Description

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ КРИТИЧЕСКОГО ТЕПЛОВОГО ПОТОКА(54) METHOD FOR DETERMINING THE VALUE OF CRITICAL THERMAL FLOW

1one

Изобретение относитс к области теплотехники и может быть использовано в экспериментальных установках, предназначенных дл определени критического теплового потока.The invention relates to the field of heat engineering and can be used in experimental installations designed to determine the critical heat flux.

Известный способ определени величины критического теилового потока 1 заключаетс в том, что полый трубчатый образец, температуру которого измер ют, обогреваетс электрическим током. Выдел емое тепло передаетс жидкости, омывающей внутреннюю или наружную поверхность образца. Электрическа мощность, выдел ема па образце, ступепчато повышаетс до тех пор, пока удельный тепловой поток не достигает критической величины. Момент наступлени кризиса фиксируетс по повышению температуры образца . Величина критического теплового потока определ етс по величине электрической мощности, выдел емой на образце. Кризис сопровождаетс быстрым ростом температуры образца, котора во многпх случа х превышает допустимую. Дл избежани разрушени образца в момент фиксации кризиса электрическа нагрузка уменьшаетс .A known method for determining the magnitude of the critical teil stream 1 is that the hollow tubular sample, the temperature of which is measured, is heated by an electric current. The heat released is transferred to the fluid washing the inner or outer surface of the sample. The electrical power released by the sample is stepwise increased until the specific heat flux reaches a critical value. The moment of the onset of the crisis is recorded by increasing the temperature of the sample. The magnitude of the critical heat flux is determined by the amount of electrical power released on the sample. The crisis is accompanied by a rapid rise in the temperature of the sample, which in many cases exceeds the allowable one. In order to avoid the destruction of the sample at the moment of crisis fixation, the electrical load is reduced.

Иедостатками этого способа вл етс возможность разрушени образца прм запаздывании уменьшени электрической нагрузки, а также сложность методики проведени измерени , св занна с необходимостью уменьшени электрической нагрузки в момент возникновени кризиса.The drawbacks of this method are the possibility of the sample to be destroyed and the delay to reduce the electrical load, as well as the complexity of the measurement procedure associated with the need to reduce the electrical load at the time of the crisis.

Ближайшим к изобретению по технической сущности вл етс способ определени критического теплового потока 2, при котором полый трубчатый образец обогреваетс электрическим током и тепло передаетс жидкости с заданными на входе параметрами, омывающей наружную поверхность образца. Электрическа мощность ступенчато повышаетс до тех пор, пока температура образца, измер ема с помощью термопар, не достигает величины, свидетельствующей о наступлении кризиса, но не превышающей допустимую. ПоThe closest to the invention in its technical nature is a method for determining the critical heat flux 2, in which a hollow tubular sample is heated by an electric current and heat is transferred to a fluid with parameters at the inlet that wash the outer surface of the sample. The electrical power rises stepwise until the temperature of the sample, measured by thermocouples, reaches a value indicating a crisis, but not exceeding the allowable one. By

достижении этой темиературы электрическа нагрузка автоматически уменьшаетс , что достигаетс с помошью сигнала, поступающего в цепь управлени источника электрической мощности через вторичный прибор комилектаwhen this temperature is reached, the electrical load is automatically reduced, which is achieved with the help of a signal entering the control circuit of the source of electrical power through the secondary device of the comilet

измерени температуры образца.temperature measurement of the sample.

Недостатками указанного способа вл ютс его сложность, св занна с необходимостью использовани системы автоматического регулировани источника электрической мощности , а также возможность выхода ее из стро , что может привести к разрущению образца .The disadvantages of this method are its complexity, associated with the need to use the system of automatic control of the source of electrical power, as well as the possibility of its failure, which can lead to the destruction of the sample.

Дл исключеии возможности разрушени образца по предлагаемому способу пропускают газ вдоль поверхности образца, не омываемой жидкостью, и измер ют его параметры , а величину критического теплового потока определ ют в момент возникновени кризиса теплообмена по разности теплового потока, подводимого при нагреве образца, и теплового потока, отводимого газом.In order to eliminate the possibility of sample destruction by the proposed method, gas is passed along the surface of the sample not washed by liquid, its parameters are measured, and the critical heat flux is determined at the time of the heat exchange crisis by the difference between the heat flux supplied during the heating of the sample and the heat flux, discharged gas.

Предложенный способ по сн етс фиг. 1 и 2. На фиг. 1 полый трубчатый образец 1 обогреваетс , например, электрическим током, подводимым через шины 2. Внутренн поверхность образца омываетс потоком жидкости . Вокруг образца расположен кожух 3, образуюш,ий полость, через которую пропускают газ.The proposed method is explained in FIG. 1 and 2. In FIG. 1 The hollow tubular sample 1 is heated, for example, by an electric current supplied through the tires 2. The internal surface of the sample is flushed. Around the sample is the casing 3, forming a cavity through which gas is passed.

На фиг. 2 поток жидкости омывает наружную поверхность образца 1, протека через полость между кожухом 3 и образцом. Электрический ток подводитс через шины 2. Газ подан через образец.FIG. 2, the fluid flow washes the outer surface of sample 1, which flows through the cavity between the casing 3 and the sample. An electrical current is supplied through the bus 2. The gas is fed through the sample.

Эффект, достигаемый применением предлагаемого способа, иллюстрируетс следуюшим примером.The effect achieved by the application of the proposed method is illustrated by the following example.

В трубу длиной 0,2 м подаетс вода при давлении 30 кг/см s 230°C при . Труба обогреваетс электрическим током. Критический тепловой поток при этих услови х со ,,-., ккал „Water is supplied to a pipe 0.2 m long at a pressure of 30 kg / cm s 230 ° C at. The pipe is heated by electric current. Critical heat flux under these conditions with, ,, -., Kcal "

ставит При отсутствии возм-часputs in the absence of an hour

душного охлаждени после возникновени кризиса с сохранением выдел емой электрической мошности температура стенки трубы на некотором участке резко возрастает. Коэффициент теплоотдачи в закризисном режиме а 1000 ккал/(м2.ч-°С).After the onset of a crisis, with preservation of the released electrical power, the temperature of the pipe wall in a certain area increases sharply. Heat transfer coefficient in the supercritical mode is 1000 kcal / (m2.h- ° C).

Температура стенки определена из выражени :The wall temperature is determined from the expression:

/ 4 + V 230+ 1000 1230°С./ 4 + V 230+ 1000 1230 ° C.

Дл тех же условий, но при создании потока воздуха так, как это показано на фиг. 1, при зазоре меледу кожухом и трубой 6 2 мм и расходе воздуха 0 0,06 кг/с коэффициент теплоотдачи со стороны воздуха ав 700 ккал/ /(м2.ч.°С).For the same conditions, but when creating a stream of air as shown in FIG. 1, with a gap of meleda with a casing and a tube of 6–2 mm and an air flow rate of 0.06 c / s, the heat transfer coefficient on the air side is 700 kcal / /((m2.o. C).

В момент, предшествуюш;ий кризису, температура стенки будет составл ть /ю 250 СAt the moment preceding the crisis, the wall temperature will be / o 250 С

и суммарный тепловой поток, отводимый жидкостью и газом, равенand the total heat flux removed by the liquid and gas is equal to

ккалkcal

2 9кр + «в (ш - 50) 1,14 10«М2 .Ч2 9kr + «в (ш - 50) 1,14 10« М2 .Ч

Тогда температуру стенки носле возникновени кризиса можно определить из выражени (среднюю температуру воздуха примем р 50°С): д, а (-230)+ «,(/,„-50),Then the wall temperature, when the crisis occurs, can be determined from the expression (average air temperature we take p 50 ° С): д, а (-230) +, (/, „- 50),

1,14-10 1000( - 230) -f 700( - 50),1.14-10 1000 (- 230) -f 700 (- 50),

t 825°C.t 825 ° C.

Таким образом, применение предлагаемого способа в рассмотренном случае позвол ет ограничить температуру вместо 1230°С, котора имела бы место при отсутствии воздушного охлаждени .Thus, the application of the proposed method in the considered case allows limiting the temperature instead of 1230 ° C, which would have occurred without air cooling.

Claims

1. Petukhov, BS and others. Heat transfer in nuclear electrical installations. Atomizdat,

1974, p. 338.

2. Konkov A.S., Barulin Yu.D. “Investigation of critical heat loads in a cassette of heat-generating rods with spacer and device for it in natural fluid circulation. Report VTI them. Dzerzhinsky number 597, 1966.

J

P

Liquid

idpost

Ta}

(rig 2