بخشی از مقاله
چکیده
مسئله نویز دمایی، به ویژه در سیستم هایی با مقیاس صنعتی از جمله نیروگاه های هسته ای، در تحلیل ثبات سیستم همیشه یک موضوع جالب است. پس از مطالعات اولیه در مورد کاربرد نانوسیال پایه آب AL2O3 به عنوان خنک کننده در راکتور VVER-1000، در این مقاله تاثیر نوسان در دمای خنک کننده یا سرعت خنک کننده در ورودی یک مجتمع سوختی مورد بررسی قرار گرفت، معادلات بقا - جرم، مومنتم و انرژی - با استفاده از تبدیل فوریه به فضای فرکانسی تبدیل شده و سپس با استفاده از روش حجم محدود و با روش های عددی حل شد. اثرات ترموهیدرولیکی نانوسیال بر نوسانات نویز بر اساس غلظت های مختلف نانوذرات AL2O3 در فرکانس های 0,1 و1,0 هرتز محاسبه شده است. محاسبات نشان داد که هر افزایش در کسر جرمی نانو ذرات با توجه به تغییر در دما و سرعت ورودی خنک کننده به ترتیب باعث کاهش و افزایش نوسانات دمایی خنک کننده خواهد شد.
در مورد کاربرد نانوسیال ها در یک راکتور آب تحت فشار، افزایش غلظت نانوذرات موجب افزایش دمای خروجی خنک کننده، ضریب انتقال گرمای کل خنک کننده می شود؛ در حالی که افزودن نانوذرات به خنک کننده موجب کاهش شار نوترون و بازده نوترونی خواهد شد.[1] در ابتدای دهه 1970 نوسانات دما، چگالی و همچنین نوسانات پمپ های اولیه مورد بررسی قرار گرفت. در کار انجام شده، یک مدل توزیع شده از محاسبات ترموهیدرولیکی - پر از تقریب ساده سازی - استفاده شده است که نمی تواند رفتار دقیق سیستمهای واقعی را نشان دهد. نوسانات دمای ورودی، نوسانات سرعت خنک کننده و نوسانات قدرت، بعدها نوسانات درجه حرارت تولید شده در هسته راکتور را در مقایسه با نوسانات موجود در ورودی مورد بررسی قرار داد. تجزیه و تحلیل هیدرولیک حرارتی راکتورهای هسته ای و پاسخ نویز آن به هر گونه نوسانات احتمالی مرزی - مانند نوسانات جریان جرمی ناشی از پمپ - همیشه یکی از مسائل اصلی در طراحی هسته راکتور بوده است.[2] ، نویز ترموهیدرولیک بدون تقریب ساده سازی در راکتور PWR توسط مالمیر و وثوقی در سال 2015 مورد بررسی قرار گرفته است.[3] لارسون و دمازیر در سال 2012 یک ابزار جفت شده نوترونیک و ترموهیدرولیک را برای نوسانات در راکتور ارائه دادند.[4] در این مطالعه، یک روش محاسبه مبتنی بر فرکانس برای بررسی جنبه ترموهیدرولیکی نوسانات خنک کننده - درجه حرارت ورودی و سرعت - مورد نظر است، کد کامپیوتری با نرم افزار MATLAB برای تحلیل نویز ترموهیدرولیک - اختلال در دما و سرعت ورودی خنک کننده - توسعه داده شد. برای این منظور، خواص ترمودینامیکی خنک کننده برای نانوسیال AL2O3 بر پایه آب با توسعه IPAWS-IF97 تهیه شد.[5] در ادامه روند انجام کار به این صورت است که ابتدا معادلات بقای جرم، مومنتوم و انرژی با استفاده از تبدیل فوریه به فضای فرکانسی تبدیل شده و با استفاده از روش حجم محدود معادلات فوق - بقای جرم، مومنتوم و انرژی - گسسته سازی شده است، معادلات با استفاده از روشهای عددی حل شد. از آنجایی که محدوده فرکانس در چشمه های نویز در راکتورهای قدرت برای نوسانات دمای ورودی و نرخ جریان خنک کننده ~0 .1 − 1.0 می باشد. در این پژوهش نتایج و تجزیه و تحلیل داده ها برای دو فرکانس 0,1 و 1,0 هرتز آورده شده است. با تبدیل فوریه از معادلات - 1 - ، - 2 - و - 3 - و انتگرال گیری از معادلات، به منظور محاسبه نوسانات ترموهیدرولیک در راکتور آبی تحت فشار از روش حجم محدود برای گسسته سازی معادلات استفاده می کنیم. [8] بدین ترتیب معادلات سرعت، فشار و آنتالپی به فرم زیر تبدیل خواهند شد.
