Experimental and Calculated Investigation of a Natural Circulation Loop’s Thermal-Hydraulic Characteristics


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

The results from experimental investigation into hydrodynamics and heat transfer in a two-phase natural circulation loop (NCL) under atmospheric pressure are presented. The experiments were carried out for liquids having essentially different properties: water, ethanol, and perfluorohexane C6F14 (the product trademark is FC-72). The circulation velocity in the NCL is not known in advance but is a complex function of the specified parameters (heat flux and liquid temperature at the heated section inlet) and of the two-phase flow internal characteristics. The liquid temperatures at the heated section inlet, the wall temperature over the section height, and also the circulation velocity were measured in the experiments at a specified heat flux; in addition, the two-phase flow at the loop riser leg outlet was filmed on video. The experiments and analysis have shown that flow hydrodynamic instability (circulation velocity pulsations) is really unavoidable in a two-phase NCL. Hydrodynamic instability with a high circulation velocity amplitude and with the occurrence of backward flows is typical for regimes involving significant liquid subcooling values at the heated section inlet and for NCLs containing an extended part with single-phase convection. This instability, which is characteristic for experiments with water, is due to the displacement of the boiling incipience section over the section height; the instability also persists at small subcooling values but with a low pulsation amplitude. Under the developed saturated liquid nucleate boiling conditions (at high heat flux values), the circulation velocity and wall temperature pulsations have small amplitudes, and the flow can be regarded as stable. In the experiments with perfluorohexane, the smallest wall temperature and circulation velocity pulsations were pointed out, which is attributed to a relatively high value of reduced pressure. In the experiments with ethanol, instability occurs in the developed nucleate boiling region (q > 35 kW/m2); this instability is caused by periodically alternating two-phase flow structure (regime). A procedure for calculating a low-pressure NCL is developed, in which the two-phase flow’s local parameters (void fraction, phase velocities, and pressure) are calculated according to a modified homogeneous model (taking into account the phase distribution factor and phases slip) and a dispersed-annular flow model taking into account the droplet entrainment and deposition phenomena. A comparison of the NCL calculation results with the experimental data obtained for three different liquids has shown that they are in good agreement with each other.

Об авторах

V. Yagov

National Research University Moscow Power Engineering Institute

Автор, ответственный за переписку.
Email: yagovvv@gmail.com
Россия, Moscow, 111250

N. Zubov

National Research University Moscow Power Engineering Institute

Email: kon09.tiger@yandex.ru
Россия, Moscow, 111250

O. Kaban’kov

National Research University Moscow Power Engineering Institute

Автор, ответственный за переписку.
Email: kon09.tiger@yandex.ru
Россия, Moscow, 111250

L. Sukomel

National Research University Moscow Power Engineering Institute

Email: kon09.tiger@yandex.ru
Россия, Moscow, 111250

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Inc., 2019

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».