ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕЧЕНИЯ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В МОДЕЛИ ПЕРИФЕРИЙНОЙ ОБЛАСТИ ТОПЛИВНОЙ КАССЕТЫ
Автор: Павел Дмитриевич Лобанов
Соавторы: Александр Игоревич Светоносов
Организация: Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН
Для верификации расчетных методов, основанных на современных подходах, в том числе развития методологии создания эффективных RANS-моделей при помощи методов машинного обучения, требуются экспериментальные данные полученные с использованием различных теплоносителей.
В настоящей работе проведено экспериментальное исследование в достаточно простой геометрии, состоящей из трех вертикальных имитаторов твэлов диаметром 10 мм, расположенных в линию с относительным шагом 1.4. Длина имитаторов твэлов 500 мм. Фотография рабочего участка приведена на рисунке. Использование простой геометрии позволяет с одной стороны применять различные методы экспериментальных исследований, включая панорамные высокоскоростные оптические методы [1] и скоростную тепловизионную съемку, а с другой стороны использовать методы прямого численного моделирования или вихреразрушающие методы без существенных вычислительных затрат [2].
Экспериментальная модель оснащена необходимыми системами измерения для температурных полей с помощью тепловизионной съемки и термопарных зондов. При течении теплоносителя может задаваться его расход и температура. Эксперименты проводятся в турбулентном режиме течения теплоносителя при числе Рейнольдса, потока, определенном по гидравлическому диаметру Re=10000. Имитаторы твэлов оснащены индивидуальными нагревателями, что позволяет проводить исследования при неравномерном тепловыделении в соседних ячейках. Это позволит определить некоторые закономерности межканального обмена с помощью отслеживания распределения температуры в потоке.
Планируется использование полученных экспериментальных данных для создания эффективных численных моделей для описания турбулентного течения теплоносителя при низких числах Прандтля на основе методов машинного обучения.
1. Шестаков М.В., Токарев М.П. Исследование гидродинамической структуры течения в упрощенной модели периферийной ячейки ТВС Издается в авторской редакции, XXXVIII «Cибирский теплофизический семинар, посвященный 65-летию Института теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН», 29-31 августа 2022, Новосибирск, Россия: Тезисы докладов. – Новосибирск: ИТ СО РАН, 2022. – С. 271.
2. Иващенко В.А., Лобанов П.Д., Яворский Н.И., Токарев М.П., Мулляджанов Р.И. Прямое численное моделирование периферийной и внутренней конфигураций модельной сборки ТВЭЛов Сибирский журнал индустриальной математики, 2023, т. 94.
