Was ist Flüssigkeitsbeschleunigung – Druckverlust – Definition?

Die Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit im beheizten Kanal bewirkt eine Absenkung des Flüssigkeitsdrucks, daher kann die Flüssigkeitsbeschleunigung als Druckverlust angesehen werden. Wärmetechnik

Flüssigkeitsbeschleunigung

Es ist bekannt, dass sich das Fluid beim Erhitzendes Fluids (z. B. in einem Kraftstoffkanal) ausdehnt(Änderung der Fluiddichte) und seine Strömungsgeschwindigkeitinfolge der Kontinuitätsgleichungerhöht (der Kanalquerschnitt bleibt gleich). Für ein Steuervolumen mit einem einzelnen Einlass und einem einzelnen Auslass besagt diese Gleichung, dass für einen stationären Durchfluss der Massenstrom in das Volumen gleich dem Massenstrom aus sein muss.

Flüssigkeitsbeschleunigung - Druckabfall
Masseeintritt pro Zeiteinheit = Massenaustritt pro Zeiteinheit

Ein weiteres sehr wichtiges Prinzip besagt ( Bernoulli-Prinzip ), dass die Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit im beheizten Kanal die Absenkung des Flüssigkeitsdrucks bewirkt . Dieser Druckverlust kann auch als lokaler Druckverlust betrachtet und aus der folgenden Gleichung berechnet werden:
Flüssigkeitsbeschleunigung - Gleichung

Zusammenfassung:

  • Der Druckverlust des Hydrauliksystems wird in zwei Hauptkategorien unterteilt :
  • Eine spezielle Form der Darcy-Gleichung kann verwendet werden, um geringfügige Verluste zu berechnen .
  • Die geringfügigen Verluste sind ungefähr proportional zum Quadrat der Durchflussrate und können daher durch den Widerstandskoeffizienten K leicht in die Darcy-Weisbach-Gleichung integriert werden .
  • Als lokaler Druckverlust kann auch eine Flüssigkeitsbeschleunigung in einem beheizten Kanal in Betracht gezogen werden.

Es gibt folgende Methoden:

Durchflussmenge durch einen Reaktorkern – Kühlmittelbeschleunigung

Es ist ein veranschaulichendes Beispiel, die folgenden Daten entsprechen keinem Reaktordesign.

Kontinuitätsgleichung - Durchflussraten durch den Reaktor
Beispiel für Durchflussraten in einem Reaktor. Es ist ein veranschaulichendes Beispiel, Daten repräsentieren kein Reaktordesign.

Druckwasserreaktoren werden durch flüssiges Hochdruckwasser (z. B. 16 MPa) gekühlt und moderiert . Bei diesem Druck kocht Wasser bei ungefähr 350 ° C (662 ° F). Die Einlasstemperatur des Wassers beträgt ca. 290 ° C (~ 720 kg / m 3 ). Das Wasser (Kühlmittel) wird im Reaktorkern auf ungefähr 325 ° C (~ 654 kg / m 3 )erhitzt,während das Wasser durch den Kern fließt.

Der Primärkreislauf typischer PWRs ist in 4 unabhängige Kreisläufe (Rohrdurchmesser ~ 700 mm) unterteilt. Jeder Kreislauf besteht aus einem Dampferzeuger und einer Hauptkühlmittelpumpe . Im Reaktordruckbehälter (RPV) fließt das Kühlmittel zunächst außerhalb des Reaktorkerns (durch das Fallrohr) nach unten. Vom Boden des Druckbehälters wird die Strömung durch den Kern umgekehrt, wo die Kühlmitteltemperatur ansteigt, wenn sie durch die Brennstäbe und die von ihnen gebildeten Baugruppen fließt.

Berechnung:

  • Druckverlust durch Kühlmittelbeschleunigung in einem isolierten Kraftstoffkanal

 wann

  • Die Strömungsgeschwindigkeit des Kanaleinlasses beträgt 5,17 m / s
  • Die Strömungsgeschwindigkeit des Kanalauslasses beträgt 5,69 m / s

Lösung:

Der Druckverlust aufgrund der Kühlmittelbeschleunigung in einem isolierten Kraftstoffkanal beträgt dann:

Kühlmittelbeschleunigung - Beispiel

Diese Tatsache hat wichtige Konsequenzen. Aufgrund der unterschiedlichen relativen Leistung von Brennelementen in einem Kern weisen diese Brennelemente einen unterschiedlichen hydraulischen Widerstand auf. Dies kann zu einem lokalen seitlichen Fluss des Primärkühlmittels führen und muss bei thermohydraulischen Berechnungen berücksichtigt werden.

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Dieser Artikel basiert auf der maschinellen Übersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie können uns helfen. Wenn Sie die Übersetzung korrigieren möchten, senden Sie diese bitte an: [email protected] oder füllen Sie das Online-Übersetzungsformular aus. Wir bedanken uns für Ihre Hilfe und werden die Übersetzung so schnell wie möglich aktualisieren. Danke.