Взаимодействие волн давления с преградой при торцевом разрыве трубопровода с перегретой водой

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

Вожаков Иван Сергеевич, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН (г. Новосибирск); vozhakov@gmail.com

Аннотация:

Выполнено численное моделирование истечения теплоносителя при торцевом разрыве трубопровода высокого давления, описано взаимодействие возникающей волны сжатия с преградой. Представлены результаты расчета динамики осевого профиля давления и давления в центре мишени. Показано, что форма его радиального профиля на мишени представляется в виде «дискообразного» профиля с локальными максимумами на краях. Установлено, что в случае двухфазного истекающего теплоносителя расчетное давление отраженной от преграды волны вблизи сопла меньше теоретического предсказания для идеального газа, а при увеличении расстояния от сопла до преграды различия между расчетными и теоретическими значениями уменьшаются.

Список литературы:

1.             Алексеев М. В. Генерация ударноволновых и вихревых структур при истечении струи вскипающей воды / М. В. Алексеев, С. И. Лежнин, Н. А. Прибатурин,
А. Л. Сорокин // Теплофизика и аэромеханика. 2014. № 6. С. 795-798.

2.             Алексеев М. В. Формирование и эволюция волн при торцевом разрыве трубопровода со вскипающим теплоносителем / М. В. Алексеев, С. И. Лежнин, Н. А. Прибатурин // Вестник ТюмГУ. Физико-математическое моделирование. 2015. Том 1. № 2(2). С. 75-84.

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

4.             Гинзбург И. П. Типы волновой структуры при взаимодействии недорасширенной струи с безграничной плоской преградой / И. П. Гинзбург, Е. И. Соколов, В. Н. Усков // ЖПМТФ. 1976. № 1. С. 45-52

5.             Голуб В. В. Импульсные сверхзвуковые струйные течения / В. В. Голуб,
Т. В. Баженова. М.: Наука, 2008. 279 с.

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

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

8.             Серова В. Д. О взаимодействии начальной стадии струи с плоской преградой / В. Д. Серова // Газодинамика и теплообмен. Ленинград: Изд-во ЛГУ. 1981. № 6. С. 121-130.

9.             Boris J. P. LCPFCT — Flux-corrected transport algorithm for solving generalized continuity equations / J. P. Boris, A. M. Landsberg, E. S. Oran, J. H. Garder // NRL/MR/6410-93-7192.

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

11.         Grinstein F. F. Implicit Large Eddy Simulation of High-Re Flows with Flux-Limiting Schemes / F. F. Grinstein, Ch. Fureby // AIAA 2003-4100, AIAA CFD Conference (June 23-26). Orlando, FL, 2003.

12.         Isozaki T. Experimental study of jet discharging test results under BWR and PWR loss of coolant accident conditions / T. Isozaki, S. Miyazono // Nuclear Engineering and Design. 1986. Vol. 96. Pp. 1-9.

13.         Masuda F. Experimental study on an impingement high-pressure steam jet / F. Masuda // Nuclear Engineering and Design. 1982. Vol. 67. No 2. Pp. 273-286.