Бак закрытый

Описание

Блок представляет собой модель герметичного (закрытого) бака, заполненного неконденсирующимся и нерастворяющимся в теплоносителе идеальным газом. Газ характеризуется показателем адиабаты (отношение изобарной теплоемкости к изохорной Cp/Cv, для воздуха примерно равно 1.4) и заполняет весь свободный объем бака над уровнем теплоносителя. Принимается, что температура газа всегда равна температуре теплоносителя.

В начальный момент времени задается начальное давление газа и начальный уровень теплоносителя. В процессе расчета давление газа определяется по уравнению состояния.

К баку в виде дочерних объектов должны быть подключены один или более узлов (блоков типа Узел компенсатора), посредством которых бак подсоединяется к гидравлическому контуру (к каналам и трубам).

Математическая модель бака представляет собой модель типа "камера смешения". Весь теплоноситель, содержащийся в баке, имеет единые параметры (давление и энтальпию, и, следовательно, температуру и плотность). Давление теплоносителя равно рассчитываемому давлению газа над уровнем.

Физический объект, соответствующий блоку: герметичный бак (с закрытым верхом) со свободным уровнем теплоносителя, заполненный каким-либо инертным газом над уровнем теплоносителя.

Бак может иметь подключение к тепловым структурам (стенкам бака или трубным пучкам). Для этого в свойствах блока необходимо установить количество подключаемых тепловых структур и на схеме связать нужные объекты тепловыми связями. При работе с цилиндрическими стенками бака предполагается, что ось симметрии стенки совпадает с осью симметрии бака. Трубные пучки, связанные с баком, в свою очередь, могут иметь как горизонтальное, так и вертикальное расположение (Рисунок 1).

Совместимые блоки

Соединение блока "Бак закрытый" с другими элементами гидравлической схемы происходит с помощью блока Узел компенсатора.

Математическая модель

где V – объем теплоносителя [м³];

Vol – объем бака [м³];

P – давление газа в баке [Па];

κ – показатель адиабаты газа;

v – удельный объем теплоносителя [м³/кг];

ρ – плотность теплоносителя [кг/м³];

ΣG_in – сумма входящих в бак расходов [кг/с];

ΣG_ou – сумма выходящих из бака расходов [кг/с];

H – энтальпия теплоносителя [Дж/кг];

ΣGH_in – расход входящей с теплоносителем в бак энергии [Вт];

Q_wall – суммарная мощность от теплообмена со стенками [Вт];

Q_TB – суммарная мощность от теплообмена с трубными пучками [Вт];

Q_TEN – суммарная мощность от теплообмена с ТЭН [Вт];

C – концентрация i-й пассивной примеси в объеме теплоносителя [кг/кг];

ΣGC_in – расход входящей с теплоносителем в бак i-й примеси [кг/с];

C_v – источник i-й примеси в объеме теплоносителя [кг/(м³·с)];

λ – постоянная распада i-й примеси [1/с].

Коэффициенты теплоотдачи от теплоносителя к стенкам и трубным пучкам рассчитываются для случая естественной конвекции в соответствии с [1]:

где Gr – число Грасгофа;

α – коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к стенке или трубному пучку [Вт/(м²·K)];

g – ускорение свободного падения на поверхности Земли [м/с²];

D_e – определяющий характерный линейный размер поверхности теплообмена [м];

ν – кинематическая вязкость теплоносителя [м²/с];

β – коэффициент объемного теплового расширения [1/K];

T_w – температура поверхности теплообмена [°C];

T – температура теплоносителя [°C];

Pr – число Прандтля теплоносителя;

λ – коэффициент теплопроводности теплоносителя [Вт/(м·K)].

Входные порты

Выходные порты

Блок не имеет выходных портов.

Свойства

Параметры

Примеры

Литература

1. П.Л.Кириллов, Ю.С.Юрьев, В.П.Бобков "Справочник по теплогидравлическим расчетам (Ядерные реакторы, теплообменники, парогенераторы)". - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 360 с.