Qué es la aceleración de fluidos – Pérdida de presión – Definición

El aumento en la velocidad de flujo en el canal calentado provoca la disminución de la presión del fluido, por lo tanto, la aceleración del fluido puede considerarse como una pérdida de presión. Ingenieria termal

Aceleración de fluidos

Densidad del agua a 16 MPa
Gráfico - densidad - agua - temperatura

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Se sabe que cuando el fluido se calienta (por ejemplo, en un canal de combustible), el fluido se expande (cambia la densidad del fluido) y aumenta su velocidad de flujo como resultado de la ecuación de continuidad (la sección transversal del canal sigue siendo la misma). Para un volumen de control que tiene una sola entrada y una única salida, esta ecuación establece que, para el flujo en estado estacionario, la tasa de flujo másico hacia el volumen debe ser igual a la tasa de flujo másico hacia afuera.aceleración de fluidos - caída de presión
Masa entrando por unidad de tiempo = Masa saliendo por unidad de tiempo

Otro principio muy importante establece ( principio de Bernoulli ) que el aumento en la velocidad del flujo en el canal calentado causa la disminución de la presión del fluido . Esta pérdida de presión también se puede considerar como una pérdida de presión local y se puede calcular a partir de la siguiente ecuación:
aceleración fluida - ecuación

Resumen:

  • La pérdida de carga del sistema hidráulico se divide en dos categorías principales :
  • Se puede usar una forma especial de la ecuación de Darcy para calcular pérdidas menores .
  • Las pérdidas menores son más o menos proporcional a la cuadrado de la velocidad de flujo y por lo tanto puede ser fácil integrados en la ecuación de Darcy-Weisbach a través de coeficiente de resistencia K .
  • Como pérdida local de presión, también se puede considerar la aceleración del fluido en un canal calentado .

Existen los siguientes métodos:

Velocidad de flujo a través del núcleo del reactor: aceleración del refrigerante

Es un ejemplo ilustrativo, los siguientes datos no corresponden a ningún diseño de reactor.

Ecuación de continuidad: tasas de flujo a través del reactor
Ejemplo de caudales en un reactor. Es un ejemplo ilustrativo, los datos no representan ningún diseño de reactor.

Los reactores de agua a presión se enfrían y moderan con agua líquida a alta presión (p. Ej., 16MPa). A esta presión, el agua hierve a aproximadamente 350 ° C (662 ° F). La temperatura de entrada del agua es de aproximadamente 290 ° C (⍴ ~ 720 kg / m 3 ). El agua (refrigerante) se calienta en el núcleo del reactor a aproximadamente 325 ° C (⍴ ~ 654 kg / m 3 ) a medida que el agua fluye a través del núcleo.

El circuito primario de los PWR típicos se divide en 4 circuitos independientes (diámetro de tubería ~ 700 mm), cada circuito comprende un generador de vapor y una bomba de refrigerante principal . Dentro del recipiente a presión del reactor (RPV), el refrigerante primero fluye hacia abajo fuera del núcleo del reactor (a través del tubo de bajada). Desde el fondo del recipiente a presión, el flujo se invierte a través del núcleo, donde la temperatura del refrigerante aumenta a medida que pasa a través de las barras de combustible y los conjuntos formados por ellas.

Calcular:

  • Pérdida de presión debido a la aceleración del refrigerante en un canal de combustible aislado.

 cuando

  • la velocidad del flujo de entrada del canal es igual a 5.17 m / s
  • la velocidad de flujo de salida del canal es igual a 5.69 m / s

Solución:

La pérdida de presión debido a la aceleración del refrigerante en un canal de combustible aislado es entonces:

aceleración de refrigerante - ejemplo

Este hecho tiene importantes consecuencias. Debido a la diferente potencia relativa de los conjuntos de combustible en un núcleo, estos conjuntos de combustible tienen una resistencia hidráulica diferente y esto puede inducir un flujo lateral local de refrigerante primario y debe tenerse en cuenta en los cálculos termohidráulicos.

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