Расчетно-теоретические исследования кольцевого радиального водо-водяного инжектора Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Вариант ы опыта Соотношение гемоглобин: фосфаты: аскорбиновая кислота: чабрецовое эфирное масло Цвет Интенсивность окраски, Е Х=540 нм рН

1. 8-12:80:8:0,05 красный 0,80 5,4

2. 8-12:80:8:0,1 красный 0,82 5,4

3. 8-12:80:8:0,15 ярко-красный 0,84 5,4

4. 8-12:80:8:0,2 ярко-красный 0,88 5,4

5. 8-12:80:8:0,25 ярко-красный 0,96 5,4

Как видно из таблицы, все варианты красителя имели красный и ярко-красный цвет, при довольно высокой интенсивности окраски. Испытанные концентрации чебрецового эфирного масла не влияли на показатели рН.

Разработанный нами краситель может быть использован для окраски колбасных изделий взамен нитрита натрия.

Литература

1. Глазкова И. В. Натуральные красители для мясной промышленности [Текст] / И. В. Глазкова, В. А. Сидорова // Сб. тез. 2-го Московск. международного конгресса «Биотехнология: состояние и перспективы развития». Москва, 2003. С. 122.

2. Щепилова Е. М., Добрынина А. Н., Антипова Л. В., Пешков А. С. Использование крови при производстве колбасных изделий. Материалы конференции «Современные наукоемкие технологии», № 3, 2010.

Computational and theoretical studies of the annular radial water injector Le Dinh Dung (Socialist Republic of Vietnam) Расчетно-теоретические исследования кольцевого радиального водо-водяного инжектора Ле Динь Динг (Социалистическая Республика Вьетнам)

Ле Динь Динг /Le Dinh Dung - магистр технических наук, факультет судовых энергетических установок, Вьетнамский морской университет, г. Хайфон, Социалистическая Республика Вьетнам

Аннотация: в работе представлены результаты расчетно-теоретического исследования бездиффузорного кольцевого радиального водо-водяного инжектора, обеспечивающего циркуляцию теплоносителя через межкассетное пространство кипящей активной зоны в ядерном моноблочном паропроизводящем агрегате. Напор водо-водяного инжектора в этом случае равен гидравлическому сопротивлению межкассетного пространства. Коэффициент инжекции водо-водяного инжектора был принят равным 0,1. Было установлено, что зависимость гидравлического сопротивления водо-водяного инжектора по тракту рабочей среды от отношения площадей сопел имеет минимум. Поэтому отношение площадей сопел целесообразно выбирать таким, чтобы гидравлическое сопротивление ВВИ по тракту рабочей среды было минимальным. Предложена зависимость для оптимального отношения площадей сопел.

Abstract: the paper presents the results of computational and theoretical studies of the annular radial water injector without a diffuser providing circulation of a coolant through the space between fuel assemblies in the integral boiling water reactor. The water head of the water injector in this case is the hydraulic resistance of the space between the fuel assemblies. The injection rate of the water injector was set at 0.1. It has been found that the dependence of the hydraulic resistance of the water injector on the path of the working fluid from the nozzle area ratio is minimum. Therefore, the area ratio of nozzles is advisable to select so that the flow resistance of the water injector on the path of working fluid is minimized. The dependency for optimal area ratio of the nozzle was offered.

Ключевые слова: водо-водяной инжектор, межкассетное пространство, кипящая активная зона. Keywords: water injector, integral boiling water, interosseous space.

1. Введение

В работе [1] было показано, что охлаждение межкассетного пространства (МКП) в ядерном моноблочном паропроизводящем агрегате типа «Бета», в котором циркуляция теплоносителя первого контура осуществляется пароводяными струйными аппаратами (ПВСА), можно осуществить с помощью бездиффузорного кольцевого радиального водо-водяного инжектора (ВВИ). При этом наиболее целесообразно использовать схему, представленную на рис. 1.

Рис. 1. Схема первого контура паропроизводящего агрегата типа «Бета» с рециркуляцией теплоносителя через МКП: 1 — кипящая водо-водяная активная зона, 2 — тепловыделяющие сборки, 3 — МКП, 4 — сепаратор,

5 — парогенератор, 6 — ПВСА, 7 — ВВИ

Бездиффузорный кольцевой радиальный ВВИ естественным образом располагается под активной зоной. Камера смешения такого ВВИ образуется нижней плитой активной зоны и верхним днищевым тепловым экраном.

2. Цель и задачи

Статья посвящена исследованию конструктивных параметров бездиффузорного кольцевого радиального ВВИ, работающего в первом контуре.

3. Материалы и методы

Для кольцевого ВВИ удобно использовать следующие характеристики (см. рис. 2):

- коэффициент инжекции

и = G2 / G1, (1)

- отношение площадей сопел

а = Н2 / , (2)

- относительная длина камеры смешения

Ь = гЛ/ тъ, (3)

- гидравлическое сопротивление ВВИ по тракту рабочей среды

АР = Р\ -Р2, (4)

где: 01, 02 - массовый расход соответственно через рабочее и инжектирующее сопло, кг/с; Н1, к2 -высота среза соответственно рабочего и инжектирующего сопла, м; г3, г4 - радиус соответственно входного и выходного сечения камеры смешения, м; р1, р4 - статическое давление соответственно перед рабочим соплом и за камерой смешения, Па.

Рис. 2. Схема бездиффузорного кольцевого радиального ВВИ: 1 — сопло для подвода активной среды, 2 — сопло для подвода инжектируемой среды, 3 — кольцевая камера смешения 22

В работе [1] были также получены уравнения для бездиффузорного кольцевого радиального ВВИ, работающего в контуре рециркуляции:

—

чи2^г^я2 = — - (1 + £с 2)-2 <

(5)

Ар =

1 + 4

1

— =

2^ г2

и2__(1_

а Ь(1 + а)

-и)2

1 -

- —

%кс 2

(6)

, (7)

(1 + Ь)(1 + а) )

где: кМКП - коэффициент гидравлического сопротивления МКП, М-4; £с2, £кс —

коэффициент гидравлических потерь соответственно в рабочем сопле, инжектирующем сопле и камере смешения. С помощью этих уравнений было выполнено расчетно -теоретическое исследование кольцевого щелевого ВВИ.

Результаты

Коэффициент инжекции ВВИ был принят равным 0,1 - достаточным для нормального охлаждения МКП. Для ВВИ важным конструктивным параметром является отношение длины камеры смешения к ее диаметру. Для кольцевого радиального ВВИ это отношение было определено как (г3 -г4)/[(2Н1+Н2)] и в расчетах принято равным 2. На рис. 3 представлена зависимость гидравлического сопротивления кольцевого ВВИ от отношения площадей сопел. Эта зависимость имеет минимум. Причем наличие диффузора практически не сказывается на гидравлическом сопротивлении ВВИ.

Зависимость высоты рабочего сопла от отношения площадей сопел наоборот имеет максимум (рис. 4). Причем наличие диффузора, даже с невысоким КПД, сказывается и на высоте рабочего сопла ВВИ, и на положении максимума.

Зависимость скоростей сред от отношения площадей сопел представлена на рис. 5. Было установлено, что при оптимальном отношении площадей сопел, которое реализует минимальное гидравлическое сопротивление ВВИ, высота рабочего сопла максимальна, а скорость рабочей среды минимальна.

Рис. 3. Зависимость гидравлического сопротивления бездиффузорного ВВИ по тракту рабочей среды от

отношения площадей сопел: 1 — гидравлическое сопротивление МКП 0,03 МПа;2 — гидравлическое сопротивление МКП 0,05 МПа

Рис. 4. Зависимость высоты рабочего сопла от отношения площадей сопел: 1 — гидравлическое сопротивление МКП 0,03 МПа; без диффузора; 2 — гидравлическое сопротивление МКП 0,05 МПа; без диффузора;. 3 — гидравлическое сопротивление МКП 0,03 МПа; КПД диффузора 0,5

Рис. 5. Зависимость скоростей сред от отношения Рис. 6. Зависимость параметров оптимального

площадей сопел (гидравлическое сопротивление бездиффузорного ВВИ от гидравлического сопротивления

МКП 0,03 МПа; без диффузора): 1 — скорость на МКП

выходе из рабочего сопла; 2 — скорость на выходе из инжектирующего сопла; 3 — скорость на выходе из камеры смешения

При дальнейшем увеличении отношения площадей сопел для передачи импульса инжектируемой среде необходимо повышение скорости рабочей среды. Отношение площадей сопел целесообразно выбирать таким, чтобы гидравлическое сопротивление ВВИ по тракту рабочей среды было минимальным. Зависимость параметров такого ВВИ от гидравлического сопротивления МКП представлена на рис. 6. При увеличении гидравлического сопротивления МКП высота рабочего сопла уменьшается, а гидравлическое сопротивление ВВИ увеличивается. Оптимальное отношение

площадей сопел, хотя и уменьшается, но не существенно. Если принять, что и~ 1 и Ь « 1, то из уравнений (5)-(7) можно получить выражения для оптимального отношения площадей сопел

аор1 * (1 + 2и )(2 + ) -1 (8)

и гидравлического сопротивления ВВИ

Ьр *ЬРмкп (1 + 2и)(1 + £л)(2 + 4КС ) -1 (9)

4. Заключение

Для бездиффузорного кольцевого радиального ВВИ, работающего в первом контуре, было установлено, что зависимость гидравлического сопротивления ВВИ по тракту рабочей среды от отношения площадей сопел имеет минимум. Поэтому отношение площадей сопел целесообразно выбирать таким, чтобы гидравлическое сопротивление ВВИ по тракту рабочей среды было минимальным.

Литература

1. Кожемякин В. В., Кожемякин В. О. Охлаждение межкассетного протранства в ядерном моноблочном агрегате с кипящей активной зоной // Морские интеллектуальные технологии. № 3 (21), 2013. С. 39-43.

2. Захаров Л. А. Исследование и расчет термодинамических показателей поршневого двигателя внутреннего сгорания, работающего по циклу Отто, методом технической термодинамики: метод. указ. / сост.: Л. А. Захаров [и др.]; НГТУ им. Р. Е. Алексеева. Новгород, 2010. 33 с.

3. Захаров Л. А. Исследование и расчет термодинамических показателей поршневого двигателя внутреннего сгорания, работающего по циклу Карно, методом технической термодинамики: метод. указ. / сост.: Л. А. Захаров [и др.]; НГТУ им. Р. Е. Алексеева. Н.Новгород, 2010. 14 с.