Файл: Козырев, А. П. Теория тепловых и гидродинамических процессов в атомных энергетических установках учеб. пособие.pdf

^ * < 30 положить у/ * S'. Тогда

Условие (5.54) необходимо проверить при использова­ нии эквивалентного диаметра для расчета сложных кана­ лов.

Учитывая большое разнообразие конструктивных форм каналов реакторов и особенно появление новых конструк­ ций, приведенные в данном параграфе формулы следует использовать только как оценочные до стадии техничес­ кого проекта. При техническом и рабочем проектировании величину А новых конструкций следует проверять эк­ спериментально.

Поперечное сечение реального пучка состоит из двух областей: внутренней с ячейками в межстержневом про­ странстве и пристеночной, расположенной между стержня­

187

упаковки пучка. Сами однотипные ячейки могут отличаться друг от друга по размерам в пределах тех допусков, кототше назначаются при изготовлении канала.

Неравномерность ячеек по гидравлическому сопротивле­ нию, а также турбулентная структура потока приводят к мекячеечному перемешиванию. Вопросы перемешивания и вза­ имодействия параллельных потоков в соседних ячейках имеют большое значение для теплообмена в каналах типа пучка стержней.

Исследование гидродинамики и теплообмена в каналах сложной формы составляет в настоящее время целое на­ правление в теплофизике.

§ 31. Местные гидравлические сопротивления

При гидравлическом расчете циркуляционных контуров по тракту теплоносителя и рабочей среды помимо потерь давления на трение необходимо учитывать местные потери давления, вызываемые различными дистанционирующими, за­ порными и регулирующими устройствами, резкими изменени­ ями сечения тракта и направления потока. Такие потери могут составлять значительную часть общего перепада давления по тракту. Вследствие сложности явления вну­ тренний механизм местных потерь до сих пор мало изу­ чен. Подавляющая часть расчетных формул носит эмпири­

188

Величина местного сопротивления для однофазного по­

Ш2 Ш ,

Втеоретическом плане местные сопротивления могут

быть определены лишь в некоторых важных для практики случаев, к таким случаям относится внезапное измене­

ние сечения потока.

Рассмотрим поток жидкости через диафрагму с пло­

сечения П, Швыделяют участок потока, где происходит его растекание. Во всей зоне I —Шможно выделить две характерные области потока: ядро потока и вихревую об­ ласть. Профиль скорости вдоль ядра потока непрерывно деформируется. Местные сопротивления, как и сопротив­ ления трения, обусловлены действием сил вязкости. По­ теря механической энергии потока обусловлена работой сил вязкости при перераспределении скорости по ядру

189

потока, а также работой сил вязкости в вихревой облас­ ти. Сопротивление трения о стенку канала на участке местного сопротивления обычно мало по сравнению с рабо­ той внутренних сил вязкости.

Рис. 5 .14 . К определению местных потерь при внезапном изменении сечения потока

При течении жидкости через диафрагму потеря напора состоит из суммы потерь на сжатие потока и его последу­ ющее внезапное расширение:

~ ^Рсж ^ ^Р$н.р ■

Основные потери связаны с распадом струи и последу­ ющим восстановлением при внезапном расширении потока

величина £ = называется коэффициентом сжатия

190

струи. Тогда

По теореме Борда потеря напора при внезапном расши­ рении потока равна скоростному напору, вычисленному по потерянной скорости!

\ра<с

(5.59)

Выполненные исследования показали, что и в других случаях местных сопротивлений при изменении величины или направления скорости основные потери механической энергии происходят не на участке сужения потока, а на участке растекания струн Сдиффузорном участке).

Таким образом, для определения потери напора при про годе через местные сопротивления по формуле (5.59) не­

функцией геометрии потока и зависит от соотношения се­ чений 1Лi и / 1з’ :

191

Н.Е. Чуковского для плоской щели, которые с достаточной степенью точности пригодны для круглых отверстий. Эти

2.Вход в канал через диафрагму из коллектора.

192