Формирование и эволюция волн при торцевом разрыве трубопровода со вскипающим теплоносителем

Об авторах:

Алексеев Максим Валерьевич, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН (г. Новосибирск); alekseev@itp.nsc.ru

Лежнин Сергей Иванович, доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник, Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН (г. Новосибирск); lezhnin@itp.nsc.ru

Прибатурин Николай Алексеевич, доктор технических наук, главный научный сотрудник, Институт Теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН (г. Новосибирск); pribaturin@itp.nsc.ru

Аннотация:

Проведено численное моделирование процесса формирования и эволюции волны сжатия при взрывном вскипании теплоносителя, вызванного торцевым разрывом трубопровода высокого давления. Рассчитаны амплитуды и профили волн при различных временах и типах разрыва. Предложено обоснование выбора «парожидкостной» модели окружающей атмосферы. Показано, что тип разрыва (способ раскрытия диафрагмы) принципиально влияет на форму и амплитуду волны сжатия и разрежения.

Список литературы:

1. Ивандаев А. И., Губайдуллин А. А. Исследование нестационарного истечения вскипающей жидкости в термодинамически равновесном приближении // Теплофизика высоких температур. 1978. Т. 16. № 3. С. 556-562.

2. Гофман Г. В., Крошилин А. Е., Нигматулин Б. И. Нестационарное волновое истечение вскипающей жидкости из сосудов // Теплофизика высоких температур. 1981. Т. 19. № 6. С. 1240-1250.

3. Лежнин С. И., Сорокин А. Л., Прибатурин Н. А. и др. Исследование формирования ударной волны при разрыве трубы с теплоносителем // Материалы 5-й Российской национальн. конф. по теплообмену. Т. 4. М., 2010. С. 108-111.

4.  Pribaturin N., Lezhnin S., Sorokin A. et al. The investigation of shock waves forming by disruption of vessel // Proc. of the 18th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE18-32297), May 17-21, 2010, Xi`an, China, CD. 7 p.

5. Болотнова Р. Х., Бузина В. А. Пространственное моделирование нестационарной стадии истечения вскипающей жидкости из камер высокого давления // Вычислительная механика сплошных сред. 2014. Т. 7. № 4. С. 343-352.

6. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Гидродинамика (Теоретическая физика. Т. 6). М.: Наука, 1986. 733 с.

7.  Downar-Zapolski P., Bilicky Z., Bolle L., Franco J. The non-equilibrium relaxation model for one-dimensional liquid fl ow // Int. J. Multiphase Flow. 1996. Vol. 22. № 3. Pр. 473-483.

8. Ohkawa K. Assessment of homogeneous non-equilibrium relaxation critical flow model // Proc. of the 15th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE15-10708), April 22-26, 2010, Nagoya, Japan, CD. 6 p.

9.  Jay P. Boris, Alexandra M. Landsberg, Elaine S. Oran, John H. Garder. LCPFCT — Flux-Corrected Transport Algorithm for Solving Generalized Continuity Equations. NRL/ MR/6410-93-7192.

10.  Fernando F. Grinstein, Christer Fureby. Implicit Large Eddy Simulation of High-Re Flows with Flux-Limiting Schemes. AIAA 2003-4100, AIAA CFD Conference, Orlando, FL, June 23-26, 2003.

11. Givoli D. Non-Reflecting Boundary Conditions // J. Comp. Phys. 1991. Vol. 94. Pр. 1-29.

12. Исаченко В. Н. Теплообмен при конденсации. М.: Энергия, 1977. 240 с 240.

13. Лежнин С. И., Прибатурин Н. А. Нестационарные волны давления для различных режимов течения парожидкостной среды // Изв. СО АН СССР. Сер. техн. наук. 1983.

Вып. 2. С. 20-26.