«Физико-энергетический институт»

Вид материала

Задача

Подобный материал:

• Состав научно-производственного комплекса г. Обнинска, 82.87kb.
• М. К. Аммосова Физико-Технический институт Энергетический факультет рабочая программа, 156kb.
• М. К. Аммосова Физико-Технический институт Энергетический факультет рабочая программа, 116kb.
• Министерство образования и науки РФ московский энергетический институт (технический, 83.36kb.
• М. К. Аммосова Физико-Технический институт Энергетический факультет Кафедра «Электроснабжение», 114.92kb.
• Л. А. Мелентьева со ран ивановский государственный энергетический университет (игэу), 420.31kb.
• Влияние природы наноразмерных частиц на физико-механические свойства полиэтилена низкого, 231.38kb.
• Московский энергетический институт институт Радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова, 31.17kb.
• Аннотация к научно-образовательному материалу, 114.81kb.
• Московский энергетический институт институт Радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова, 23.6kb.

В.А. ГАЛКИН, М.А. ЗАБУДЬКО

Обнинский государственный технический университет атомной энергетики


Математическое моделирование процессов замораживания – размораживания
в элементах конструкции реакторов типа
СВБР-75/100


Рассмотрена математическая модель процессов замораживания-разморажи­вания Pb-Bi теплоносителя в инновационной реакторной установке типа СВБР-75/100. Математическая модель включает гидродинамику теплоносителя и уравнения развития дефектов на стенках трубопроводов под действием давления теплоносителя и других факторов. Для моделирования развития дефектов используется кинетический подход.


Задача «замораживания – размораживания» Pb-Bi теплоносителя в реакторных установках и отработка безопасных технологий этого процесса решалась в ГНЦ РФ «Физико-энергетический институт» в 70-е годы для корабельных установок экспериментальным путем. В результате были созданы феноменологические модели процессов.

В настоящее время данная задача вновь приобрела актуальность в связи с разработкой проекта новой реакторной установки модульного типа со свинцово-висмутовым теплоносителем СВБР-75/100, а также других инновационных установок с жидкометаллическими теплоносителями (Pb-Bi, Na, Pb и др.).

Разработка адекватной математической модели для описания этого процесса была начата в 2001 году в ИАТЭ в рамках межотраслевой научно-технической программы сотрудничества Минобразования и Минатома.

Целью работы является исследование и математическое моделирование процессов протекающих при замораживании- размораживании первого контура реакторных установок с жидкометаллическим теплоносителем.

Математическая модель включает гидродинамику теплоносителя и уравнения развития дефектов на стенках трубопроводов под действием давления теплоносителя и других факторов. В частности, для моделирования роста трещин используется кинетический подход Смолуховского с мультипликативной интенсивностью их слияний. Явление разрушения интерпретируется, как возникновение дефекта, сравнимого по пространственным масштабам с геометрическими характеристиками трубопровода. Получены точные решения ряда задач и проведены тестовые расчеты.

Математическая модель фазовых переходов в теплоносителе включает в себя описание фазы зародышеобразования на основе нелинейных кинетических уравнений Смолуховского- Власова с источником

,

.

Данная модель подробно описана в [3].

Кроме того, численно решены задачи описания фазовых переходов в модели Стефана и проведено тестирование на точных решениях многомерной задачи [4].

Численные методы основываются на проекционном методе Галеркина, который обосновывается с помощью теории функциональных решений [1-4].

Комплекс данных методов позволяет моделировать процессы фазовых переходов в первом контуре реакторной установки с жидкометаллическим теплоносителем (Pb-Bi, Na, Pb и др.) при его замораживании или размораживании, что необходимо при создании и безопасной эксплуатации установок нового поколения. Математическое моделирование является экономически выгодным по сравнению с натурным экспериментом.


Список литературы


1. Галкин В.А., Забудько М.А. Математическое моделирование процессов замораживания - размораживания в элементах конструкции реакторов типа СВБР-75/100// Научная сессия МИФИ 27-31.01.2003г. Сборник научных трудов. Направление П: «Инновационные проекты».

2. Zabudko M.A. Simulation of phase transition of heavy liquid metal coolants in nuclear technologies// Тезисы докладов. Международная конференция. Математические идеи П.Л.Чебышева и их приложение к современным проблемам естествознания, Обнинск, 2002, с.41

3. Галкин В. А., Забудько М. А. Аналитические и численные решения нелинейных уравнений теплопроводности и кинетических уравнений для моделирования кристаллизации//Математическое моделирование, 2001, №6.

4. Галкин В. А., Забудько М. А. Точные и численные решения уравнений теплопроводности и кинетических уравнений//Ядерная энергетика, 1999, №1, с.19-28.