什么是液压升力-定义

液压提升力分析是设计燃料组件和分析混合芯的液压兼容性的最重要分析之一。优德app热工程学

核工程中的阻力

的分析液压升力力是燃料组件设计和混合堆芯液压相容性分析中最重要的分析之一。垂直力是由向上的高速气流通过反应堆核心。反应器冷却剂通过的流动路径反应堆船只将会:

  • 连续性方程 - 反应堆流速
    反应器中流速的例子。这是一个说明性的例子,数据并不代表任何反应堆设计。

    冷却剂进入反应堆船只在入口喷嘴和击中核心筒

  • 核心桶力迫使水在反应器墙壁和轴之间的空间中向下流动核心筒,这个空间通常被称为贬低
  • 从压力容器的底部,通过核心颠倒流动以便通过燃料组件,在通过燃料杆时,冷却剂温度增加。
  • 最后,较热的反应堆冷却剂进入上部内部区域,在那里,它从出口喷嘴进入初级电路的热腿,然后进入蒸汽发生器

燃料组件由上部导向结构组件,它定义了核心的顶部。该组件采用不锈钢制成,具有许多目的。上导向结构组件施加轴向力量在燃料组件上(通过顶部喷嘴中的弹簧),从而限定燃料组件在芯中的精确位置。这上部导向结构组件凸缘由RPV封头凸缘固定并预加载。上导向结构总成也起到导向和保护作用控制杆组件和核心仪器。

所需的下压力上部导向结构组件必须非常仔细地计算燃料组件。低压不足可能导致升降燃料组件另一方面,过大的下压力会导致燃料组件鞠躬,这也是不可接受的。

什么是物理中的阻力

优德体育w88官网手机版是与任何移动物体的相对运动相反的力。动力流动的流体在流动方向上施加在主体上。与其他电阻力不同,例如干摩擦,几乎与速度差别,拖拽力取决于速度。拖动力量与层流的速度和紊流的平方速度成正比。通常由两种现象引起:

  • 阻力-皮肤摩擦和形成阻力
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    皮肤摩擦。一般来说,当流体流过一个时静止的表面,例如,平板,河床,或管道的墙壁,触摸表面的流体带来了休息由这件事剪应力到墙上。流程从墙壁处的零速度调节到最大流量的流程的区域被称为边界层。因此,移动的流体因施工而在表面上施加切向剪切力无滑动条件由粘性效应引起的。这种类型的拖动力量,特别取决于几何形状,固体表面的粗糙度和流体流动的类型。

  • 拖动拖动也是如此压力拖动由于物体的形状和大小而产生。这种拖动力是一个有趣的后果伯努利的效果根据伯努利原理,运动越快的空气施加的压力越小。这就造成了物体表面之间的压力差。身体的一般大小和形状是最重要的因素拖动。通常,具有较大提出的几何横截面的体将具有比较薄的体更高的拖动。

这两种力通常都具有流量方向的组分,因此得到了结果拖动力量是由于综合影响压力皮肤摩擦在流动方向力。

当摩擦和压力拖动系数可用时,通过简单地添加它们来确定总拖动系数:

皮肤摩擦 - 形成拖延 - 系数

低的雷诺数数字,大多数阻力是由于摩擦阻力。对于诸如翼型的高度流线型的体,这是特别的情况。另一方面,在高雷诺斯号码, 这压力下降是显着的,这增加了形式阻力。

压力和表面摩擦力的分量正常方向物体趋向于朝这个方向移动,它们的和被称为电梯

在航空,电梯是飞机翼或者是一种向上的力量翼型。伯努利的原则需要翼型成为一个不对称的形状

拖动力 - 拖动方程

拖曳力FD.,取决于密度流体,上游速度,身体的尺寸,形状和定向等。表达这一点的一种方法是通过拖动式方程。这拖动式方程是用于计算的公式拖动力量由于通过流体运动而受到物体的经历。

拖动力 - 拖动方程式 - 公式

参考区域A,A,被定义为物体对垂直于运动方向的平面上的透射突起的区域。对于中空物体,参考区域可以显着大于横截面积,而是对于非中空物体,它与横截面积完全相同。

示例:拖动力 - 拖动系数 - 燃料束

液压直径-燃料通道计算摩擦阻力A.单燃料棒反应堆芯内正常运行(设计流速)。假设该燃料棒是与矩形燃料网格的燃料束的一部分,且该燃料束不包含间隔网格。它的高度是H = 4M.并且核心流速是恒定的并且等于V.核心= 5米/秒。

假使,假设:

  • 包层外径为:d = 2 x rZr,1= 9,3毫米
  • 燃料针节距为:p = 13毫米
  • 相对粗糙度ε/ d = 5×104
  • 流体密度是:ρ= 714千克/米3.
  • 核心流速是恒定的,等于V.核心= 5米/秒
  • 平均温度反应器冷却剂是:T.= 296°C

雷诺数的计算

计算Reynolds号码,我们必须知道:

  • 包层外径为:d = 2 x rZr,1= 9,3毫米(计算液压直径)
  • 燃料针节距为:p = 13毫米(计算液压直径)
  • 300℃下饱和水的动态粘度是:μ= 0.0000859 n.s / m2
  • 流体密度为:ρ= 714千克/米3.

液压直径,dH,在处理流量时是一个常用的术语非圆形管和通道。这燃料通道的液压直径D.H,等于13日,85毫米

也可以看看:液压直径

Reynolds号码然后在燃料通道内等于:

Reynolds号 - 示例

这完全满足了湍流条件

表面摩擦系数的计算

的摩擦系数对于湍流,强烈取决于相对粗糙度。它由鸡皮克鲁克方程决定,或者可以使用喜怒无常的图表。这喜怒无常的图表为了重新= 575 600ε/D = 5 × 104返回以下值:

因此,表面摩擦系数为:

皮肤摩擦系数 - 示例

阻力的计算

计算拖动力量,我们必须知道:

  • 皮肤摩擦系数,即:CD,摩擦= 0.00425
  • 销面积,即:a =π.d.h= 0.1169 m2
  • 流体密度,这是:ρ= 714千克/米3.
  • 核心流速,恒定和等于V.核心= 5米/秒

来自皮肤摩擦系数,哪个等于扇动摩擦因子我们可以计算摩擦分量拖曳力拖曳力为:

拖动力 - 示例

假设燃料组件可以具有例如289个燃料销(17×17燃料组件),因此摩擦组件拖动力量那是什么意思呢牛顿。此外,这种阻力纯粹来源于燃料束表面摩擦。但是,典型的压水堆燃料组件包含另一个组件,它影响燃料组件的液压:

  • 燃料棒。燃料棒包含燃料和可燃的毒品。
  • 顶部喷嘴。为燃料组件结构提供机械支撑。
  • 底部的喷嘴。为燃料组件结构提供机械支撑。
  • 网格间距。确保燃料棒的精确引导。
  • 引导顶针管。用于控制杆或内核仪器的空置管。

正如所写的那样,拖动力的第二个组件是表单拖动。拖动也是如此压力拖动出现的原因形状尺寸的对象。这压力拖动与作用在浸没体前后的压力和正面区域的压力之间的差异成比例。

压力降-燃料组件

一般来说,总燃料组件压力下降由燃料束摩擦降形成(取决于相对粗糙度燃料棒,雷诺数液压直径等等)和其他结构元件(顶部和底部喷嘴,间隔栅格或混合网格)的其他压降。

一般来说,计算燃料组件(尤其是间距网格)的压降并不简单,属于关键问题知识某些燃料制造商。通常,压降是用实验液压环,而不是计算。

工程师使用压力损失系数PLC)。它被指出k或ξ“兮”(发音)。这个系数特征压力损失某种液压系统或液压系统的一部分。它可以在液压环中轻松测量。可以为直线管道定义或测量压力损失系数,特别是为本地(小)的损失

PLC  - 压力损耗系数 - 方程式

使用来自上述示例的数据压力损失系数(仅来自直管的摩擦)等于ξ= F.D.L / D.H= 4.9。但总压力损失系数(包括间距网格,顶部和底部喷嘴等)通常越高三倍。这个plc(ξ= 4.9)导致压降是(使用先前输入)的顺序ΔP.摩擦= 4.9 x 714 x 52/ 2 =43.7 KPA.(不间距网格,顶部和底部喷嘴)。真正的PLC大约三倍意味着大约需要三倍ΔP.燃料将。

总的反应堆压力损失,ΔP.反应堆,必须包括:

  • 降液管和反应堆底部
  • 降低支撑板
  • 燃料组件包括间距栅格,顶部和底部喷嘴和其他结构部件 -ΔP.燃料
  • 上部导向结构组件

结果整体反应器压力损失 -ΔP.反应堆设计参数通常为数百kPa(假设300 - 400 kPa)量级。

参考:
反应器物理和热液压:
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  10. WHINE FRANK M.,Fluid Mechanics,McGraw-Hill教育,第7版,2010年2月,ISBN:978-0077422417

也可以看看:

核燃料

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