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

сивный теплосъем (до 500 - 1000 Мвт/м3)

в активной зо­

не реактора.

Температура выхода натрия

из

реактора

(500 - 650°С) позволяет

получить пар достаточно

высоких

параметров и хороший к .п .д .

атомной электростанции.

Рассмотренные

теплофизические характеристики

жидких

металлов накладывают специфические особенности на все

процессы теплообмена.

Теплоотдача,

п р и вынужденном течении жидкого

металла

высокой чистоты

Число Прандтля для жидких металлов находится в пре­

делах

0,005 -

0,05,

что объясняется высоким коэффици­

ентом

Д

.

При температурах 200

-

700°С для

натрия

(

>

97,3°С, t„ „ „

• 878°С) Л

-

70

*

*50 ккал/м .ч.град, Рг

- 0,007 - 0,003,

для

эвтектическо­

го сплава

44, %

Р6

- 5 5 ,5 % E>i

(

2ол

= 123,5°С,

tK M

- 1670°)

Д

=

10

* 14 ккал/м .ч.град,

cfi

=

* 0,035 ккал/кг.град,

Рг

= 0,01

-f 0,03

[ 15

] .

Для анализа теплоотдачи при напорном течении жидко­

го металла в трубах рассмотрим соотношение турбулент­

ной и молекулярной теплопроводности

А т /

л

,

вхо-

дящее

в уравнение

Лайона

( б .25):

А

' Ргт

9

(6.70)

Приведенное отношение отчетливо показывает, что с ро­

стом молекулярной теплопроводности

Л

и уменьше­

нием числа

Рг -

относительное

влияние

турбу­

лентной теплопроводности

Л т

существенно падает.

На рис. 6.23 приведены безразмерные профили темпе­

ратур в турбулентном потоке для различных чисел

р % .

С уменьшением числа

Р г

профиль

из

"прямоугольного"

больших числах

Pz

У неметаллических жидкостей основ­

ное

термическое

сопротивление сосредоточено

вблизи

_ t-tcfn

стенки в тонком слое, тепло,

в

проходящее через этот слой,

бмtom

быстро переносится турбулент­

ным движением в ядро потока,

где температура

меняется

сравнительно мало. При низ­

ких числах Рг

термическое

1

=

n7 / W d R ?

(б .71)

Nu

2

—

■dR

о t V*-

• —)r

Pzr

* / *

Логарифмический профиль скоростей в турбулентном

потоке хорошо

аппроксимируется законом "одной

седьм ой ":

W - i,22RV7

■

( 6 .7 2 )

Подставляя это

значение

у/

в зависимость

( 6 . 7 1 ) ,

в предельном

случае, при

Рг

~0(Л-~°°) и

const,

получим

-i

= 6,8

. (6.73)

L с

о

токе

при Р%

= О величина Ни

стремится к некото­

рому

постоянному

значению, большему,

чем при ламинар­

Полученное

значение

Humin

не

учитывает

турбулентной

теплопроводности

Я

. Учет

последней дает

более

высокое

значение

числа

Ми

.

В

частности, в

резуль­

тате

численного

значения

уравнения

(6.71)

при

Р г т = I

и Ргф 0

были получены теоретические зависимости [I5t

-

при

^ = const

Nu=

1 + 0,025Ре°'* ;

(6 .7 0 .

-

при

t

=

СОП &t

Ни--

5 t

0,025Ре°‘* •

(6.75)

Первый член правой

части

формул

(6 .7 0

и (6.75)

Второй член характеризует

вклад

турбулентного переноса

в общую интенсивность теплообмена. При этом влияние

гидродинамических

условий

(характеризуется числом

) и физических свойств жидкого металла (харак­

теризуется числом

Р г )

равноценно, т .е . обработку

опытных данных по теплоотдаче следует вести в виде

функциональной зависимости

Ни

= J! (Ре) , где