Water hammers in Transonic Modes of Steam-Liquid Flows in NPP Equipment

Abstract

The analysis of well-known studies in modelling conditions for water hammers in equipment and components of pipeline systems has revealed that definition of conditions and parameters of water hammers in the transonic modes of single- and two-phase flows (at a speed of propagation of acoustic disturbances) is the least studied problem. The original method is proposed for determining the conditions and parameters of water hammers in transonic flow modes subject to the transition of the kinetic energy of the flow stagnation into the energy of the water hammer pulse. It was found that the simulated hydrodynamic loads in transonic modes can significantly exceed the corresponding known recommendations of N. Zhukovsky. The computer modelling of the equations of the proposed method has determined the range of the criteria for water hammers due to aperiodic thermohydrodynamic instability in transonic flow modes.

На основі аналізу відомих досліджень в області моделювання умов виникнення гідродинамічних ударів в обладнанні і елементах трубопровідних систем встановлено, що найменш вивченим питанням є визначення умов і параметрів гідродинамічних ударів при трансзвукових режимах течії одно- та двофазних потоків (із швидкістю поширення акустичних збурювань). Запропоновано оригінальний метод визначення умов і параметрів гідродинамічних ударів при трансзвукових режимах течії, що враховує перехід кінетичної енергії гальмування потоку в енергію імпульсу гідродинамічного удару. Встановлено, що модельовані гідродинамічні навантаження при трансзвукових режимах можуть значно перевищувати відповідні відомі рекомендації М.Є. Жуковського. На основі розрахункового моделювання рівнянь запропонованого методу визначена область значень критеріїв виникнення гідродинамічних ударів унаслідок аперіодичної теплогідродинамічної нестійкості при трансзвукових режимах течії.

На основе анализа известных исследований в области моделирования условий возникновения гидродинамических ударов в оборудовании и элементах трубопроводных систем установлено, что наименее изученным вопросом является определение условий и параметров гидродинамических ударов при трансзвуковых режимах течения одно- и двухфазных потоков (со скоростью распространения акустических возмущений). Предложен оригинальный метод определения условий и параметров гидродинамических ударов при трансзвуковых режимах течения, учитывающий переход кинетической энергии торможения потока в энергию импульса гидродинамического удара. Установлено, что моделируемые гидродинамические нагрузки при трансзвуковых режимах могут значительно превышать соответствующие известные рекомендации Н.Е. Жуковского. На основе расчетного моделирования уравнений предложенного метода определена область значений критериев возникновения гидродинамических ударов вследствие апериодической теплогидродинамической неустойчивости при трансзвуковых режимах течения.