{"id":48985,"date":"2019-11-14T01:08:55","date_gmt":"2019-11-14T00:08:55","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/o-que-e-instabilidade-de-fluxo-definicao\/"},"modified":"2020-03-02T13:06:09","modified_gmt":"2020-03-02T12:06:09","slug":"o-que-e-instabilidade-de-fluxo-definicao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/pt-br\/o-que-e-instabilidade-de-fluxo-definicao\/","title":{"rendered":"O que \u00e9 Instabilidade de Fluxo &#8211; Defini\u00e7\u00e3o"},"content":{"rendered":"<div class=\"su-quote su-quote-style-default\">\n<div class=\"su-quote-inner su-clearfix\">H\u00e1 v\u00e1rias instabilidades de fluxo que podem ocorrer em sistemas de duas fases.\u00a0As oscila\u00e7\u00f5es de ondas de densidade (DWO), por exemplo, em BWRs podem induzir tais instabilidades.\u00a0Engenharia T\u00e9rmica<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\"><\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2>Instabilidade de fluxo<\/h2>\n<p>Em geral, existem\u00a0<strong>v\u00e1rias instabilidades<\/strong>\u00a0que podem ocorrer em\u00a0<strong>sistemas de duas fases<\/strong>\u00a0.\u00a0Na\u00a0<a title=\"Engenharia nuclear\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/\">engenharia nuclear<\/a>\u00a0, o estudo da\u00a0<strong>estabilidade de fluxo multif\u00e1sico<\/strong>\u00a0\u00e9 importante no\u00a0<strong>gerenciamento<\/strong>\u00a0de\u00a0<strong>acidentes<\/strong>\u00a0de\u00a0<a title=\"PWR - Reator de \u00e1gua pressurizada\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/pwr-pressurized-water-reactor\/\">reatores de \u00e1gua pressurizada<\/a>\u00a0e da\u00a0<strong>maior import\u00e2ncia<\/strong>\u00a0em\u00a0<strong>condi\u00e7\u00f5es normais \/ anormais<\/strong>\u00a0em\u00a0<a title=\"BWR - Reator de \u00e1gua fervente\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/bwr-boiling-water-reactor\/\">reatores de \u00e1gua fervente<\/a>\u00a0.<\/p>\n<p>Em\u00a0<strong>PWRs<\/strong>\u00a0em\u00a0<strong>opera\u00e7\u00e3o normal,<\/strong>\u00a0o fluxo \u00e9 considerado monof\u00e1sico.\u00a0Por\u00e9m, muitos estudos foram realizados sobre a instabilidade do fluxo em caso de\u00a0<strong>transientes e acidentes<\/strong>\u00a0(como o\u00a0<strong>acidente<\/strong>\u00a0com\u00a0<strong>perda de refrigerante &#8211; LOCA ou o disparo de RCPs com presen\u00e7a de circula\u00e7\u00e3o natural<\/strong>\u00a0)\u00a0<strong>,<\/strong>\u00a0em que oscila\u00e7\u00f5es ou revers\u00f5es de fluxo podem ocorrer. ocorrer.<\/p>\n<p>As oscila\u00e7\u00f5es de fluxo s\u00e3o varia\u00e7\u00f5es no fluxo causadas especialmente por forma\u00e7\u00f5es vazias e s\u00e3o indesej\u00e1veis \u200b\u200bpor v\u00e1rias raz\u00f5es.<\/p>\n<ul>\n<li>As oscila\u00e7\u00f5es de fluxo podem causar\u00a0<strong>tens\u00f5es mec\u00e2nicas indesej\u00e1veis<\/strong>\u00a0nos componentes do combust\u00edvel (como grades espa\u00e7adoras).\u00a0Isso pode levar \u00e0 falha desses componentes devido \u00e0 fadiga.<\/li>\n<li>As oscila\u00e7\u00f5es de fluxo afetam as\u00a0caracter\u00edsticas\u00a0<strong>locais de transfer\u00eancia de calor<\/strong>\u00a0.\u00a0No caso de\u00a0<a title=\"PWR - Reator de \u00e1gua pressurizada\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/pwr-pressurized-water-reactor\/\">PWRs<\/a>\u00a0, a quest\u00e3o cr\u00edtica de seguran\u00e7a \u00e9 denominada\u00a0<strong>DNB<\/strong>\u00a0(\u00a0<strong>partida da ebuli\u00e7\u00e3o nucleada<\/strong>\u00a0), que causa a forma\u00e7\u00e3o de uma\u00a0<strong>camada de vapor local<\/strong>\u00a0, causando uma redu\u00e7\u00e3o dr\u00e1stica na capacidade de transfer\u00eancia de calor.\u00a0Verificou-se atrav\u00e9s de testes que o\u00a0<strong>fluxo de calor cr\u00edtico (CHF)<\/strong>\u00a0necess\u00e1rio para a sa\u00edda da ebuli\u00e7\u00e3o nucleada (DNB) pode ser reduzido em at\u00e9 40% quando o fluxo est\u00e1 oscilando.\u00a0Isso reduz severamente o\u00a0<strong>limite t\u00e9rmico<\/strong>\u00a0e a densidade de pot\u00eancia ao longo do comprimento do\u00a0<a title=\"N\u00facleo do reator\" href=\"https:\/\/www.reactor-physics.com\/what-is-reactor-core-definition\/\">n\u00facleo<\/a>\u00a0do\u00a0<a title=\"N\u00facleo do reator\" href=\"https:\/\/www.reactor-physics.com\/what-is-reactor-core-definition\/\">reator<\/a>\u00a0.<\/li>\n<\/ul>\n<p>As oscila\u00e7\u00f5es de fluxo podem ser um problema durante\u00a0opera\u00e7\u00f5es de\u00a0<strong>circula\u00e7\u00e3o natural<\/strong>\u00a0(por exemplo, ap\u00f3s o disparo de todos os RCPs).\u00a0<strong>A circula\u00e7\u00e3o natural<\/strong>\u00a0\u00e9 uma caracter\u00edstica importante do projeto e o melhor mecanismo de remo\u00e7\u00e3o de calor.\u00a0Devido \u00e0s baixas taxas de vaz\u00e3o, pode ocorrer uma ebuli\u00e7\u00e3o do l\u00edquido refrigerante e isso pode formar oscila\u00e7\u00f5es de fluxo.\u00a0Durante a circula\u00e7\u00e3o natural, as bolhas de vapor formadas durante uma oscila\u00e7\u00e3o de fluxo podem ter efeito suficiente para realmente causar a revers\u00e3o completa do fluxo no canal afetado.<\/p>\n<figure id=\"attachment_14932\" class=\"wp-caption alignright\" aria-describedby=\"caption-attachment-14932\"><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/BWR-flow-instability.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-medium wp-image-14932 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/BWR-flow-instability-300x177.png\" alt=\"BWR - instabilidade do fluxo\" width=\"300\" height=\"177\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/BWR-flow-instability-300x177.png\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-14932\" class=\"wp-caption-text\">Regi\u00e3o de instabilidade no mapa de fluxo de pot\u00eancia do reator BWR.\u00a0Fonte: Francesco D&#8217;Auria, The BWR Stability Issue, THICKET 2008 &#8211; Sess\u00e3o IX &#8211; Documento 26<\/figcaption><\/figure>\n<p><strong>Nos\u00a0<a title=\"BWR - Reator de \u00e1gua fervente\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/bwr-boiling-water-reactor\/\">BWRs, a<\/a><\/strong>\u00a0evapora\u00e7\u00e3o do l\u00edquido refrigerante ocorre em\u00a0<strong>opera\u00e7\u00e3o normal<\/strong>\u00a0e \u00e9 um fen\u00f4meno muito desejado.\u00a0Por outro lado, a evapora\u00e7\u00e3o convectiva no canal de combust\u00edvel faz com que o\u00a0<a title=\"Padr\u00f5es de fluxo - fluxo bif\u00e1sico\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/fluid-dynamics\/two-phase-fluid-flow\/flow-patterns-two-phase-flow\/\">padr\u00e3o de fluxo seja<\/a>\u00a0alterado ao longo do canal de combust\u00edvel, dependendo da taxa de fluxo e da energia t\u00e9rmica.\u00a0Verificou-se que existem\u00a0<strong>regi\u00f5es de instabilidade<\/strong>\u00a0, nas quais podem surgir instabilidades de fluxo em duas fases.\u00a0Essas instabilidades de fluxo bif\u00e1sicas s\u00e3o indesej\u00e1veis, pois podem resultar em vibra\u00e7\u00f5es mec\u00e2nicas e problemas de controle do sistema, afetar a opera\u00e7\u00e3o normal, restringir os par\u00e2metros operacionais e influenciar a seguran\u00e7a do reator.\u00a0Deve-se notar que a estabilidade do fluxo nos BWRs n\u00e3o \u00e9 uma quest\u00e3o importante h\u00e1 muitos anos, porque \u00e9 um fen\u00f4meno bem conhecido.<\/p>\n<p>Em geral, existem muitas classifica\u00e7\u00f5es de instabilidades de fluxo.\u00a0A seguinte classifica\u00e7\u00e3o \u00e9 baseada em mecanismos fundamentais termo-hidr\u00e1ulicos:<\/p>\n<p><strong>As instabilidades est\u00e1ticas<\/strong>\u00a0s\u00e3o:<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Excurs\u00e3o de fluxo<\/strong><\/li>\n<li><strong>Crise fervente<\/strong><\/li>\n<li><strong>Tipos de relaxamento, incluindo transi\u00e7\u00e3o do padr\u00e3o de fluxo<\/strong><\/li>\n<\/ul>\n<p><strong>As instabilidades din\u00e2micas<\/strong>\u00a0s\u00e3o:<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Oscila\u00e7\u00f5es de ondas de densidade<\/strong><\/li>\n<li><strong>Oscila\u00e7\u00f5es de queda de press\u00e3o<\/strong><\/li>\n<li><strong>Oscila\u00e7\u00f5es t\u00e9rmicas<\/strong>\u00a0.<\/li>\n<\/ul>\n<p>A caracteriza\u00e7\u00e3o adequada das instabilidades e as condi\u00e7\u00f5es para sua ocorr\u00eancia podem determinar a opera\u00e7\u00e3o ideal e segura dos sistemas.\u00a0A explica\u00e7\u00e3o mais aceita para a ocorr\u00eancia do tipo din\u00e2mico de instabilidades denominadas\u00a0<strong>oscila\u00e7\u00f5es de ondas de densidade (DWO)<\/strong>\u00a0.<\/p>\n<p><strong>A onda de densidade<\/strong>\u00a0causa um atraso na\u00a0<strong>queda de press\u00e3o local<\/strong>\u00a0causada por uma mudan\u00e7a no fluxo de entrada.\u00a0Devido a esse atraso, a soma de todas as quedas de press\u00e3o locais pode resultar em uma queda total que est\u00e1\u00a0<strong>fora de fase<\/strong>\u00a0com o fluxo de entrada.\u00a0O mecanismo b\u00e1sico que causa instabilidades de fluxo nos BWRs \u00e9 a onda de densidade.\u00a0Os per\u00edodos caracter\u00edsticos dessas oscila\u00e7\u00f5es est\u00e3o associados ao tempo necess\u00e1rio para uma part\u00edcula de fluido percorrer todo o loop.<\/p>\n<p>Tipos de instabilidades observadas nos BWRs<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Instabilidades do sistema de controle.\u00a0<\/strong>As instabilidades do sistema de controle est\u00e3o relacionadas \u00e0 a\u00e7\u00e3o dos controladores que, atrav\u00e9s de atuadores, tentam regular algumas das vari\u00e1veis \u200b\u200bdo reator.<\/li>\n<li><strong>Instabilidades de fluxo de canal.\u00a0<\/strong>Este tipo de instabilidade pode ser descrito da seguinte forma: Vamos assumir uma perturba\u00e7\u00e3o do fluxo.\u00a0Essa perturba\u00e7\u00e3o causa uma &#8220;onda&#8221; de vazios viajando para cima atrav\u00e9s do canal, produzindo uma queda de press\u00e3o em duas fases (a queda de press\u00e3o aumenta significativamente \u00e0 medida que a fra\u00e7\u00e3o de vazios aumenta) que \u00e9 atrasada em rela\u00e7\u00e3o \u00e0 perturba\u00e7\u00e3o original.\u00a0Um aumento na queda de press\u00e3o do canal (onda de densidade) pode levar \u00e0 instabilidade na taxa de fluxo.<\/li>\n<li><strong>Instabilidade neutr\u00f4nica-termo-hidr\u00e1ulica acoplada.\u00a0<\/strong>O tipo dominante de instabilidades nos BWRs comerciais \u00e9 a instabilidade neutr\u00f4nica-termo-hidr\u00e1ulica acoplada (tamb\u00e9m conhecida como\u00a0<strong>instabilidade<\/strong>\u00a0da\u00a0<strong>reatividade<\/strong>\u00a0).\u00a0A gera\u00e7\u00e3o de energia em BWRs est\u00e1 diretamente relacionada ao\u00a0<a title=\"Densidade de fluxo de n\u00eautrons - Intensidade de n\u00eautrons\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/nuclear-engineering-fundamentals\/neutron-nuclear-reactions\/neutron-flux-neutron-intensity\/\"><strong>fluxo de n\u00eautrons de<\/strong><\/a>\u00a0combust\u00edvel\u00a0, que est\u00e1 fortemente relacionado \u00e0\u00a0<a title=\"Fra\u00e7\u00e3o de Vazio - Fluxo de Duas Fases\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/fluid-dynamics\/two-phase-fluid-flow\/void-fraction-two-phase-flow\/\"><strong>fra\u00e7\u00e3o<\/strong><\/a>\u00a0m\u00e9dia de\u00a0<a title=\"Fra\u00e7\u00e3o de Vazio - Fluxo de Duas Fases\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/fluid-dynamics\/two-phase-fluid-flow\/void-fraction-two-phase-flow\/\"><strong>vazios<\/strong><\/a>\u00a0nos canais principais.\u00a0Esse efeito \u00e9 conhecido como\u00a0<a title=\"Coeficientes de reatividade - Feedbacks de reatividade\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/nuclear-fission-chain-reaction\/reactivity-coefficients-reactivity-feedbacks\/\"><strong>feedback de reatividade<\/strong><\/a>\u00a0.\u00a0O feedback de reatividade causado por altera\u00e7\u00f5es na fra\u00e7\u00e3o de vazio (\u00a0<a title=\"Coeficiente de Vazio\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/nuclear-fission-chain-reaction\/reactivity-coefficients-reactivity-feedbacks\/void-coefficient\/\">coeficiente de vazio<\/a>\u00a0) \u00e9 atrasado \u00e0 medida que os vazios viajam para cima atrav\u00e9s do canal de combust\u00edvel.\u00a0Em alguns casos, o atraso pode ser longo o suficiente e o\u00a0<strong>feedback nulo<\/strong>pode ser forte o suficiente para que a configura\u00e7\u00e3o do reator se torne inst\u00e1vel.\u00a0Nesse caso, o fluxo de n\u00eautrons pode oscilar.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Refer\u00eancias especiais:<\/p>\n<ul>\n<li>Francesco D&#8217;Auria, The BWR Stability Issue, THICKET 2008 &#8211; Sess\u00e3o IX &#8211; Documento 26<\/li>\n<li>Dag Str\u00f8msv\u00e5g, Mecanismos fundamentais das oscila\u00e7\u00f5es das ondas de densidade e o efeito do sub-resfriamento, NTNU, 2011.<\/li>\n<li>J. March-Leuba, Instabilidades de ondas de densidade em reatores de \u00e1gua fervente.\u00a0NUREG \/ CR-6003, ORNL, 1992.<\/li>\n<\/ul>\n<\/div>\n<p>&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;.<\/p>\n<p>Este artigo \u00e9 baseado na tradu\u00e7\u00e3o autom\u00e1tica do artigo original em ingl\u00eas. Para mais informa\u00e7\u00f5es, consulte o artigo em ingl\u00eas. Voc\u00ea pode nos ajudar. Se voc\u00ea deseja corrigir a tradu\u00e7\u00e3o, envie-a para: translations@nuclear-power.com ou preencha o formul\u00e1rio de tradu\u00e7\u00e3o on-line. Agradecemos sua ajuda, atualizaremos a tradu\u00e7\u00e3o o mais r\u00e1pido poss\u00edvel. Obrigado.<\/p>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>H\u00e1 v\u00e1rias instabilidades de fluxo que podem ocorrer em sistemas de duas fases.\u00a0As oscila\u00e7\u00f5es de ondas de densidade (DWO), por exemplo, em BWRs podem induzir tais instabilidades.\u00a0Engenharia T\u00e9rmica Instabilidade de fluxo Em geral, existem\u00a0v\u00e1rias instabilidades\u00a0que podem ocorrer em\u00a0sistemas de duas fases\u00a0.\u00a0Na\u00a0engenharia nuclear\u00a0, o estudo da\u00a0estabilidade de fluxo multif\u00e1sico\u00a0\u00e9 importante no\u00a0gerenciamento\u00a0de\u00a0acidentes\u00a0de\u00a0reatores de \u00e1gua pressurizada\u00a0e da\u00a0maior import\u00e2ncia\u00a0em\u00a0condi\u00e7\u00f5es &#8230; <a title=\"O que \u00e9 Instabilidade de Fluxo &#8211; Defini\u00e7\u00e3o\" class=\"read-more\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/pt-br\/o-que-e-instabilidade-de-fluxo-definicao\/\" aria-label=\"More on O que \u00e9 Instabilidade de Fluxo &#8211; Defini\u00e7\u00e3o\">Ler mais<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[14],"tags":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v15.4 - https:\/\/yoast.com\/wordpress\/plugins\/seo\/ -->\n<title>O que \u00e9 Instabilidade de Fluxo - Defini\u00e7\u00e3o<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"H\u00e1 v\u00e1rias instabilidades de fluxo que podem ocorrer em sistemas de duas fases. 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