Odborná zpráva z projektu TAČR Epsilon TH02020360 „Modelování vzniku CHF - krize varu pomocí výpočetních programů typu CFD“, rok 2018

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F46356088%3A_____%2F18%3AN0000046" target="_blank" >RIV/46356088:_____/18:N0000046 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Odborná zpráva z projektu TAČR Epsilon TH02020360 „Modelování vzniku CHF - krize varu pomocí výpočetních programů typu CFD“, rok 2018

Popis výsledku v původním jazyce

Tento dokument je druhou odbornou zprávou z projektu TAČR Epsilon TH02020360 „Modelování vzniku CHF - krize varu pomocí výpočetních programů typu CFD“. Zpráva popisuje pokus využít vícefázový CFD program k předpovídání krize varu prvního druhu (Departure from Nucleate Boiling, DNB). Počítačové simulace krize varu 1. druhu v proudění s podchlazeným varem ve svislé trubce byly provedeny pomocí programu Ansys CFX 18 [1-2]. Program CFX dokáže simulovat vícefázové proudění pomocí řešení tří rovnic zachování pro každou fázi. Var na otápěné stěně byl simulován pomocí modelu Kurul-Podowski. Z dostupných matematických modelů fyzikálních jevů v proudění s varem byl vytvořen model varu pro program CFX a tento model byl úspěšně otestován na experimentech DEBORA [3-4] s podchlazeným varem. Stejný model varu byl potom použit při simulacích úloh s krizí varu prvního druhu ve vodě při vysokém tlaku. Simulované úlohy byly založeny na datech z tabulek krize varu “2006 CHF look-up table”, které vytvořil D. C. Groeneveld a kol. Bylo zjištěno, že lokální kritérium pro předpovídání krize varu prvního druhu lze odvodit z následujících parametrů spočtených CFD programem na otápěné stěně: objemový podíl páry, přehřátí stěny a třecí napětí na stěně. Námi navržená metoda detekce krize varu prvního druhu byla dosud otestována na vice než 60 úlohách při tlaku 16 MPa. Tyto úlohy pokrývají velký rozsah parametrů (hmotový tok 1000 - 8000 kg/m2/s a rovnovážnou suchost na výstupu -0.5 – 0). Ve všech řešených úlohách navržená metoda detekce krize varu pracovala s přesností +-10% s výjimkou dvou úloh, v nichž se nepodařilo získat zkonvergované řešení.

Název v anglickém jazyce

Technical report from the project TACR Epsilon TH02020360 "Modeling of the critical heat flux with computational fluid dynamics codes", year 2018

Popis výsledku anglicky

This document is the second technical report from the TAČR Epsilon project TH02020360 „Modeling of the critical heat flux with computational fluid dynamics codes“. The report presents an attempt to use multiphase CFD code for the prediction of the Departure from Nucleate Boiling (DNB) type of Critical Heat Flux (CHF). Numerical simulations of DNB in boiling flow in the vertical tube were performed with the Ansys CFX 18 code [1-2]. This code can simulate multiphase flow by solving three balance equations for each phase. Boiling on the heated wall was simulated with Kurul and Podowski model. A set of mathematical models of physical phenomena in boiling bubbly flow was selected and successfully tested on the DEBORA experiments [3-4] with the subcooled boiling flow. The same set of models was then used in the simulations of DNB cases in high pressure water. Simulated cases were based on data from the 2006 CHF look-up table by D. C. Groeneveld. It was found out that the local criterion for DNB prediction can be derived from the following parameters calculated with the CFD code on the wall: void fraction, wall superheating and wall shear stress. The proposed method of DNB detection was so far tested on 16 MPa pressure level on more than 60 cases covering a large range of parameters (mass flux 1000 - 8000 kg/m2/s and exit equilibrium quality -0.5 – 0) and it worked with +-10% accuracy in all solved cases apart from two cases with low mass flux, where converged solution was not obtained.

Druh

O - Ostatní výsledky

CEP obor

—

OECD FORD obor

20305 - Nuclear related engineering; (nuclear physics to be 1.3);

Projekt

<a href="/cs/project/TH02020360" target="_blank" >TH02020360: Modelování vzniku CHF - krize varu pomocí výpočetních programů typu CFD</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2018

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů