Гідродинамічні удари у трубопровідних системах внаслідок коливальної нестійкості
DOI:
https://doi.org/10.15276/opu.1.57.2019.10Ключові слова:
Гідродинамічні удари, верифікація, енергетичне обладнання, трубопровідні системи, інерційність, коливальна гідродинамічна нестійкість, напірно-витратна характеристика насосівАнотація
У статті представлений аналіз відомих досліджень в області визначення причин та умов виникнення гідроударів в трубопровідних системах різних енергоустановок. Виникнення гідродинамічних ударів супроводжується імпульсним високоамплітудним динамічним впливом на енергетичне обладнання і елементи трубопровідних систем. При гідродинамічних ударах відбувається перехід кінетичної енергії гальмування потоку в енергію імпульсу тиску гідродинамічного удару. Гідродинамічні удари можуть істотно впливати на надійність і працездатність енергетичного обладнання і елементів трубопровідних систем. Встановлено, що найменш вивченими причинами та умовами виникнення гідроударів в трубопровідних системах енергоустановок є ефекти коливальної гідродинамічної нестійкості. Розглянуто метод визначення умов виникнення гідроударів в замкнутих контурах примусової циркуляції енергетичних систем. Метод заснований на умовах виникнення коливальної гідродинамічної нестійкості внаслідок інерційності напірно-витратної характеристики насосів. Інерційність визначається «запізненням» у часі реакції напірно-витратної характеристики насосу на зміну гідродинамічних параметрів потоку. Представлена верифікація розглянутого методу визначення умов виникнення гідродинамічних ударів на прикладі відомих результатів експериментальних досліджень. Для верифікації розглянутого методу використані експериментальні дані професора О.В. Королева, отримані на замкнутому циркуляційному експериментальному стенді з поршневими насосами. Узгодження розрахунків і експериментів цілком задовільне. Зі узгодження розрахункових обґрунтувань і експериментальних даних виняток становить тільки один режим, який також не корелює з іншими експериментальними даними.
Завантаження
Посилання
Комплекс методов переоценки безопасности атомной энергетики Украины с учетом уроков эко-логических катастроф в Чернобыле и Фукусиме / Скалозубов В.И., Мазуренко А.С., Козлов И.Л., Оборский Г.А. и др. Одесса: Астропринт, 2013. 244 с.
Safwat Hemmat H., Arustu Asif H., Husaini Syed M. Systematic Methodology for Diagnosis of Water Hammer in LWR power plants. Nucl. Eng. and Design. 1990. 122. P. 365–376.
NUREG/CR-6519. Screening Reactor Steam/Water Piping Systems for Water Hammer. 1997.
Bjorge R.W., Griffith P. Initiation of Water Hammer in Horizontal and Nearly Horizontal Pipes Con-taining Steam and Subcooled Water. ASME Journal of Heat Transfer. 1984. 106(4). P. 835–840.
Lee S.C., Bankoff S.G. Stability of Steam-Water Countercurrent Flow in an Inclined Channel: Part II Condensation-Induced Water Hammer. ASME Journal of Heat Transfer. 1984. 106(4). P. 900–902.
Prasser H.-M., Bottger A., Zschau J., Baranyai G., Ezsol Gy. Thermal effects during condensation in-duced water hammer behind fast acting valves in pipelines. 11th Intern. Conf. on Nuclear Engineering (Tokyo, JAPAN, 20–23 April 2003), ICONE11-36310. Tokyo, 2003. Van Duyne D.A., Yow W., Sa-bin J.W. Water Hammer Prevention, Mitigation and Accommodation. Volume 1: Plant Water Hammer Experience. EPRI Report NP-6766. 1992.
Van Duyne D.A., Yow W., Sabin J.W. Water Hammer Prevention, Mitigation and Accommodation. Volume 1: Plant Water Hammer Experience. EPRI Report NP-6766. 1992. P. 166–174.
Block J. A. Condensation-driven fluid motions. Int. Journal on Multiphase Flow. 1980. Vol. 6. P. 113–129.
Делайе Дж., Гио М., Ритмюллер М. Теплообмен и гидродинамика двухфазных потоков в атомной и тепловой энергетике. Москва : Энергоатомиздат, 1984. 422 с.
Condensation driven water hammer studies for feed water distribution pipe / Savolainen S., Katajala S., Elsing B. et al. Fourth Intern. Seminar on Horizontal Steam Generators (Lappeenranta, Finland, 11–13 March 1997). Lappeenranta, 1997.
Герлига В.А., Хабенский В.Б. Нестабильность потока теплоносителя в энергооборудовании. Мо-сква: Энергоиздат, 1994. 288 с.
Коврижкин Ю.Л., Скалозубов В. И. Термоакустическая неустойчивость теплоносителя в актив-ной зоне водоводяных энергетических реакторов. Одесса: ТЭС, 2003. 171 с.
Фокс Д.А. Гидравлический анализ неустановившегося течения в трубопроводах. Москва: Энер-гоиздат, 1981. 247 с.
Филин Н.В. Жидкостные криогенные системы. Ленинград: Машиностроение, 1985. 247 с.
Королев А.В. Анализ и моделирование теплоэнергетического оборудования, работающего с двухфазными течениями. Одесса: Астропринт, 2010. 456 с.
Жуковский Н.Е. О гидродинамическом ударе в водопроводных системах. М.-Л.: ГИТТЛ, 1949. 100 с.
Korolyov O.V., Zhou HuiYu. Dynamic damper pressure fluctuation in the pumping systems. Праці Одеського політехнічного університету. 2016. Issue 1(48). P. 35–41.
Королев А.В., Чжоу Х. Ю. Исследование динамики поршневого насоса в нормальном режиме и при срыве подачи. Холодильная техника. 2016. Вып. 5, № 52. С. 4–8.
Безруков Ю.А., Лисенков Е.А., Селезнев А.В. Анализ возможности гидроударов в первом конту-ре реакторов ВВЭР. Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР: материалы 6-й междунар. науч.-техн. конф. (Подольск, Россия, 26—29 мая 2009 г.). Подольск : ОКБ «Гидропресс», 2009.
Determining the Conditions for the Hydraulic Impacts Emergence at Hydraulic Systems / Mazurenko A.S., Skalozubov V.I., Chulkin O.A. et al. Problems of the Regional Energetics. Kishinau, 2017. No. 2(34).
Скалозубов В. И., Чулкин О.А., Пирковский Д.С. Гидроудары вследствие теплогидродинамиче-ской неустойчивости. LAP LAMBERT Academic Publishing. 2018. 64 с.
