Оцените презентацию от 1 до 5 баллов!
Тип файла:
ppt / pptx (powerpoint)
Всего слайдов:
10 слайдов
Для класса:
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11
Размер файла:
115.95 kB
Просмотров:
44
Скачиваний:
0
Автор:
неизвестен
Слайды и текст к этой презентации:
№1 слайд![Лекция . Цель. Рассмотреть](/documents_5/679d99261fb15f731ea4d5cdd081f3c0/img0.jpg)
Содержание слайда: Лекция 11.
Цель.
Рассмотреть конкретный пример использования методики расчета температурного поля облучательного устройства. В качестве примера предлагается облучательное устройство "Ритм", предназначенное для комплексного исследования пластических свойств ядерного топлива и газовыделения при одновременной регистрации акустической эмиссии в процессе облучения. Обосновать выбор схемы для тепловых расчетов, выбор конструкционных материалов, теплофизических параметров и источников тепловыделений. Познакомить слушателей с результатами расчетов и их сопоставлением с экспериментальными данными.
План.
1. Схема тепловых расчетов для конкретной экспериментальной установки.
2.Выбор теплофизических характеристик для проведения расчетов.
3. Сопоставление экспериментальных данных с результатами расчета.
№2 слайд![Пример использования методики](/documents_5/679d99261fb15f731ea4d5cdd081f3c0/img1.jpg)
Содержание слайда: Пример использования методики расчета температурного поля
облучательного устройства.
Рассматривается облучательное устройство "Ритм", предназначенное для комплексного исследования пластических свойств ядерного топлива и газовыделения при одновременной регистрации акустической эмиссии в процессе облучения.
№3 слайд![Схематическое изображение](/documents_5/679d99261fb15f731ea4d5cdd081f3c0/img2.jpg)
Содержание слайда: Схематическое изображение экспериментальной установки
для проведения тепловых расчетов.
Для практических расчетов поля температуры в установке необходимо задать:
-геометрические характеристики облучательного устройства по R и Z,
-зависимости теплофизических характеристик
конструкционных материалов от температуры,
-величины тепловыделений в элементах установки,
коэффициенты теплообмена.
№4 слайд![Конструкционные материалы](/documents_5/679d99261fb15f731ea4d5cdd081f3c0/img3.jpg)
Содержание слайда: Конструкционные материалы облучательных устройств
Конструкционными материалами облучательных устройств обычно являются: алюминиевые сплавы, нержавеющая сталь молибден и вольфрам.
Исследования могут проводиться на образцах из урана, его соединений и сплавов с различным обогащением по урану-235.
№5 слайд![Зависимость коэффициента](/documents_5/679d99261fb15f731ea4d5cdd081f3c0/img4.jpg)
Содержание слайда: Зависимость коэффициента теплопроводности от температуры
В соответствии с рекомендациями [12] зависимость теплопроводности от температуры молибдена может быть аппроксимирована двумя прямыми:
λ = 144-0,0378 (Т-273) (Вт/м K) при Т < 2120 К
λ= 74-0,0092 (T-2I20) (Вт/м K) при Т > 2120 К
Теплопроводность нержавеющей стали [13] может быть описана параболической зависимостью от температуры:
λ = 33,2 - 11,2*I0-6 (730 + Т)*(1273 - Т) (Вт/м K).
Теплопроводность алюминия в [ 13] аппроксимирована формулой:
λ = 210 (1,2)(T-350)/345 (Вт/м K)
Зависимость теплопроводности вольфрама от температуры [12] можно представить полиномом второй степени:
λ= 0,971*10-5 Т2 + 0,0548 T + 168,6.
Теплопроводность гелия, которым заполняется испытательная камера, как функция температуры, в соответствии с рекомендацией [14] описывается: соотношением:
λ = λ0*(Т/273)0.73
№6 слайд![Степень черноты в зависимости](/documents_5/679d99261fb15f731ea4d5cdd081f3c0/img5.jpg)
Содержание слайда: Степень черноты
в зависимости от температуры
Степень черноты по данным [15 ] и [11] в зависимости от температуры апроксимируется следующими уравнениями:
для молибдена - ε = I,024*I0-4 T,
для вольфрама - ε = I,389*I0-4 T,
для нержавеющей стали в диапазоне температуры 400-1200 К
ε = 0,0814(Т)0.3,
для алюминия в пределах 293-323 К ε может быть принята постоянной, равной 0,1.
№7 слайд![Коэффициент теплообмена с](/documents_5/679d99261fb15f731ea4d5cdd081f3c0/img6.jpg)
Содержание слайда: Коэффициент теплообмена с окружающей средой α определяется по рекомендациям [11] .
Коэффициент теплообмена с окружающей средой α определяется по рекомендациям [11] .
Его величина для воздуха меняется слабо и может быть принята постоянной, равной 7 Вт/м 2 К .
При охлаждении стенки камеры водой в отсутствии кипения в пристенном слое α рекомендуется [11] выбирать
в пределах 600-1800 Вт/м 2 К.
В условиях бассейнового реактора ИРТ-МИФИ при температуре воды 318 К и возможной разности температур между стенкой и водой ~ 45 К можно принять α = 880 Вт/м2 К.
№8 слайд![Внутренние источники тепла в](/documents_5/679d99261fb15f731ea4d5cdd081f3c0/img7.jpg)
Содержание слайда: Внутренние источники тепла
в элементах облучательного устройства.
Тепловыделение в топлива в соответствии с рекомендациями [ 9 ] определяется выражением:
qv = 0.3*10-10 N (m 5 σ 5 Ф Т / A 5 + m 8 σ 8 Ф Б / A 8 ) + ρ q γ
где
N - число Авогадро;
σ 5 и σ 8 - сечения деления изотопов U235 и U238
Ф Т ,Ф Б - потоки тепловых и быстрых нейтроновА5 и А8 - массовые числа изотопов U235 и U238
q γ-удельное энерговыделение при поглощении гамма-квантов Вт/г
ρ - плотность образца.
Расчет удельного энерговыделения в конструкционных материалах за счет поглощения γ-излучения проводится на основании известной зависимости поглощенной мощности дозы p (рад/с) от мощности реактора.
В этом случае для средней энергии γ -квантов, равной I МэВ:
q γ = 3,57*10 -4 p γj (μ/ρ )j ,
где γj и (μ/ρ )j - плотность материала и массовый коэффициент поглощения j -го элемента конструкции соответственно [16] .
№9 слайд![Сопоставление](/documents_5/679d99261fb15f731ea4d5cdd081f3c0/img8.jpg)
Содержание слайда: Сопоставление экспериментальных результатов с расчетом
№10 слайд![Сопоставление расчета с](/documents_5/679d99261fb15f731ea4d5cdd081f3c0/img9.jpg)
Содержание слайда: Сопоставление расчета с экспериментом.
Изложенная выше общая методика теплового расчета высокотемпературных реакторных устройств была использована при проектировании конкретных облучательных установок. Вне и в поле излучений были проведены эксперименты по исследованию температурных распределений в облучательных устройствах.
На рис.3.5,3.6 представлены сопоставления расчетных полей температуры с экспериментальными результатами. Представленная общая методика расчета, как видно из приведенного примера, конкретно реализуется в случае задания геометрических размеров системы. Это типичный пример "поверочного" расчета конструкции. Такой подход к решению задачи оправдан и при наличии ЭВМ предполагает неоднократное обращение к программе расчетов на стадии проектирования облучательного устройства.
При повторных обращениях возможны уточнения геометрических размеров системы, использование других материалов в конструкции. В этом случае необходимы изменения только в блоках программы, и все повторные (вариантные) расчеты не являются трудоемкими.
Необходимо отметить и еще один аспект использования методики. Поставленная задача стационарна, однако с помощью нее возможно рассмотрение и нестационарных задач. Для реализации таких расчетов необходимо использование программы с изменением параметров (температура, внутренние источники тепла и др.) "шагами", зависящими от времени таким образом, что рассматриваемая система будет проходить последовательно множество стационарных состояний, отвечающих за ее поведение во времени.