Predicción del Flujo Crítico de Calor para la Ebullición por Flujo Subenfriado en un Anillo y Cambio Transitorio de Temperatura Superficial en CHF
Autores: Liu, Wei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Predicción del Flujo Crítico de Calor para la Ebullición por Flujo Subenfriado en un Anillo y Cambio Transitorio de Temperatura Superficial en CHF
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Predecir
Flujo crítico de calor
CHF
Anillo
Modelo de secado de la subcapa líquida
Modos de transferencia de calor
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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La capacidad de predecir el flujo crítico de calor (CHF) es de considerable interés para equipos de alta temperatura, incluidos los reactores nucleares. La predicción del CHF a partir de un modelo mecanicista para la ebullición en flujo subenfriado en paquetes de varillas aún sigue sin resolverse. En este artículo, intentamos predecir el CHF en un anillo, que es la geometría de flujo más básica simplificada de un paquete de combustible, utilizando un modelo de secado de la subcapa líquida. La predicción se valida con datos de agua y R113, mostrando una precisión dentro de +/-30%. Después de calcular con éxito el CHF en un anillo, se propone una estructura de vapor-líquido cerca de la pared sobre la base del modelo de secado de la subcapa líquida. Se realiza un modelado de los modos de transferencia de calor sobre la superficie de calentamiento en el CHF, y se llevan a cabo predicciones de los cambios en el grosor de la subcapa líquida y la temperatura de la superficie del calentador en el punto de ocurrencia del CHF resolviendo la ecuación de conducción de calor en coordenadas cilíndricas con una condición de contorno convectiva, que cambia con el cambio en el patrón de flujo sobre la superficie de calentamiento. Se informan cambios transitorios en el grosor de la subcapa líquida y la temperatura de la superficie en el punto de ocurrencia del CHF.
Descripción
La capacidad de predecir el flujo crítico de calor (CHF) es de considerable interés para equipos de alta temperatura, incluidos los reactores nucleares. La predicción del CHF a partir de un modelo mecanicista para la ebullición en flujo subenfriado en paquetes de varillas aún sigue sin resolverse. En este artículo, intentamos predecir el CHF en un anillo, que es la geometría de flujo más básica simplificada de un paquete de combustible, utilizando un modelo de secado de la subcapa líquida. La predicción se valida con datos de agua y R113, mostrando una precisión dentro de +/-30%. Después de calcular con éxito el CHF en un anillo, se propone una estructura de vapor-líquido cerca de la pared sobre la base del modelo de secado de la subcapa líquida. Se realiza un modelado de los modos de transferencia de calor sobre la superficie de calentamiento en el CHF, y se llevan a cabo predicciones de los cambios en el grosor de la subcapa líquida y la temperatura de la superficie del calentador en el punto de ocurrencia del CHF resolviendo la ecuación de conducción de calor en coordenadas cilíndricas con una condición de contorno convectiva, que cambia con el cambio en el patrón de flujo sobre la superficie de calentamiento. Se informan cambios transitorios en el grosor de la subcapa líquida y la temperatura de la superficie en el punto de ocurrencia del CHF.