Name: המחקר של הניסוי מפסק הקונכייה וסימולציות עבור כור מחקר (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-09-26T12:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 45 s
Description: חקור תופעת שבירת הסיפון בכורי מחקר באמצעות ניסויים וסימולציות ממוחשבות. המודל המוצע חוזה במדויק את התנהגות הסיפון ותומך בשיפור אמצעי הבטיחות הגרעיניים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

עבודה זו נתמכה על ידי קרן המחקר הלאומי של קוריאה (NRF) גרנט ממומן על ידי ממשלת קוריאה (MSIP: משרד המדע, ICT ותכנון העתיד) (מס ' NRF-2016M2B2A9911771).

1-ניתוח ניסיוני 4 , 5 , 6 <ol><li>הכנה שלב <ol><li>תבדוק את מתקן ניסיוני. בהתבסס על המטריקס מבחן, בדוק את מבחן מטריקס בדיקת תנאי לוקה גודל ובינונית ליצירת גודל, סוגי הקונכייה, הנוכחות של דיזה, לפני הניסוי. כמו כן, בדיקה כדי לאשר instrumentations ואת רכיבי המתקן לעבוד כמו שצריך בלי רעש נתונים או תקלות.</li>
		<li>למלא את המיכל העליון עם מים באמצעות המשאבה השולח מותקן בתוך המיכל התחתון.</li>
		<li>להסיר את האוויר שיורית בתוך ובינונית ליצירת. השתמש מאגר קאמרית וחדר משאבת ואקום כדי להסיר את האוויר שיורית ובינונית ליצירת.</li>
		<li>לבדוק את מפלס המים הראשונית של המיכל העליון. להשתמש בסרגל המצורפת למיכל.</li>
	</ol></li> <li>שלב הבדיקה <ol><li>לפתוח את השסתום בקצה של צנרת.</li>
		<li>באמצעות מערכת רכישת נתונים בחדר הבקרה, לבדוק את הנתונים נמדדו, כגון מפלס המים, קצב הזרימה ושינויים בלחץ, במהלך תופעת השבירה הקונכייה. אם אין יצוא של מערכת קירור, הניסוי הראשון מסתיים. לבסוף, להקליט את התוצאות ניסיוני שהושג עם מבחן מסוים התנאים.</li>
	</ol></li> <li>לשנות את המשתנים מבחן (ובינונית ליצירת גודל, גודל לוקה, נוכחות דיזה, ומיקום לוקה) כדלקמן.
	<ol><li>לשנות ובינונית ליצירת גודל במרוכז עד 2, 2.5, 3, 4, 5 ו 6; ובינונית ליצירת נתון מחוברת לצינור הראשי על-ידי ג'וינט מקורבות במיקום 2 באיור 2. 
		הערה: המשתנים ניסיוני, כגון ובינונית ליצירת גודל, גודל לוקה, הנוכחות של דיזה, משתנים באמצעות המפרק מקורבות עם ברגים ואומים. לכן, תהליכים אלה מתנהלים באופן ידני.</li>
		<li>חזור על שלבים 1.1.1 - 1.2.2 עד ובינונית ליצירת כל הגדלים ניסויים נעשים.</li>
		<li>עם לוקה בעמדה 1, לשנות את גודל לוקה במרוכז עד 6, 8, 10, 12, 14 ו- 16 ס מ; כמפחית נתון מחובר לצינור הראשי על-ידי ג'וינט מקורבות בעמדה 3 באיור 2.</li>
		<li>חזור על שלבים 1.1.1 - 1.3.2 עד לוקה כל הגדלים ניסויים נעשים.</li>
		<li>התקנה דיזה (או הסרה דיזה) מחובר לצינור הראשי על-ידי ג'וינט מקורבות בתחתית המיכל העליון. 
		הערה: ניסויים של השלב הקודם בוצעו עם העדר (או נוכחות) של כגדולים. לכן, כגדולים צריך להיות מותקן (או מוסר) עבור הניסוי הבא.
		<ol><li>כדי לעשות עבודה זו, להבטיח כי אין שם מים בתוך המיכל העליון.</li>
		</ol></li> <li>חזור על שלבים 1.1.1 - 1.3.4. כדי לאשר את השפעת ובינונית ליצירת וגודל לוקה תחת נוכחות (או היעדרות) של דיזה, חזור על השלב הקודם.</li>
		<li>לשנות את לוקה למיקום 2, כמו ניסויים של השלב הקודם בוצעו עם לוקה עמדה 1. לשנות את מיקום לוקה עבור הניסוי הבא. 
		הערה: בכיוונון ניסיוני, שתי עמדות לוקה בנויים. כל הצינור לוקה עם שסתום פרפר בידוד מחובר למערכת המרכזית צנרת.
		<ol><li>כדי לשנות את מיקום לוקה, סגור את שסתום פרפר הניתוק במיקום לוקה 1 ופתח את השסתום במיקום לוקה 2.</li>
		</ol></li> <li>חזור על שלבים 1.1.1 - 1.3.6.</li>
	</ol></li></ol> 2. הפעלת התוכנית סימולציה <ol><li>לחץ על סמל התוכנית לבצע את התוכנית סימולציה של מפסק הקונכייה. 
	הערה: ההליך זה הפגינו משלימה 1 וידאו. כפי שמוצג, המסך הראשוני של התוכנית סימולציה מורכב 4 כפתורים (הצגת פרמטר, ריצה, ידני, יציאה). כאשר המשתמש לוחץ &#39; להציג פרמטרים &#39; כפתור, נפתח חלון הפקודה חדש והוא כולל הרשימה של פרמטרים. המשתמש הוא מסוגל לשנות ולאשר את הערכים המספריים של משתנים. &#39; לרוץ &#39; לחצן מבצעת את החישובים על ידי החלפת את פרמטרי קלט לתוך נוסחות כלולים. &#39; מדריך &#39; כפתור נועד להודיע הגירסה השימוש ואת התוכנית, ואת &#39; יציאה &#39; לחצן סוגרת את התוכנית. התוצאות מוצגות באיור &#39; להראות תוצאות &#39; windows.</li>
	<li>לחץ &#34; הצג פרמטר &#34; כפתור.</li>
	<li>לשנות נתוני הקלט בהתחשב בתנאים הסימולציה נתון.</li>
	<li>לחץ &#34; לרוץ &#34; כפתור.</li>
	<li>לבדוק את הצורה גרף מפלס המים &#39; להראות תוצאות &#39; חלון. התוכנית מארגנת את הערכים תוצאה עם הזמן, מתווה את הגרף באופן אוטומטי.
	<ol><li>דרך הצורה של הגרף, חזותית לאשר את האפשרות של הקונכייה שבירת; אם מפלס המים או הגובה undershooting יש אותו ערך באופן עקבי עד הסוף, אנחנו זקוקים רק לסיסמא שבירת אפשרית בתנאים נתונה. ראו איור 3-</li>
	</ol></li> <li>צ'ק פלטים אחרים &#39; להראות תוצאות &#39; חלון. שימו לב כי ישנם שמונה אפשרויות (מפלס המים undershooting גובה, לחץ, מים מהירות, מהירות אוויר, תערובת דו-שלבית מהירות, כמות, חיכוך) כדי לבדוק את הפלט. בחר את סוג התרשים באמצעות תיבת הסימון- 
	הערה: זה קל להבין את התופעה שבירת הקונכייה במבט חטוף כי השינוי של כל ערך עם הזמן ניתן לראות דרך הגרף.</li>
	<li>לאשר את הערך של פלט בהתאם לשעה על ידי לחיצה &#34; חישוב בזמן ספציפי &#34; לחצן. הזן את השעה הרצויה ולבדוק את התוצאות לפי הזמן set-</li>
	<li>לשמור את כל הנתונים תוצאה סימולציה על-ידי לחיצה &#34; לשמור את הנתונים &#34; כפתור. 
	הערה: התוצאות נשמרות בצורה של קובץ הטקסט, וכל התנאים מדומה נשמרים יחד.</li>
</ol>

<ol><li>McDonald, J., Marten, W. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMcDonald%2C+J+%22A+Siphon+Break+as+a+Blocking+Valve%22">A Siphon Break as a Blocking Valve</a>. , (1958).</li>
<li>Neill, D. T., Stephens, A. G. Siphon Breaker Design Requirements 12. Experimental and Analytical Study. , Available from:
 <a target="_blank" href="https://www.osti.gov/scitech/biblio/6623426">https://www.osti.gov/scitech/biblio/6623426</a> (1993).</li>
<li>Sakurai, F. JAERI-Research 99-016. Study for Improvements of Performance of the Test and Research Reactors. , (1999).</li>
<li>Kang, S. H., et al. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKang%2C+SH+%22Final+Report+of+Experimental+Studies+on+Siphon+Breaker%22">Final Report of Experimental Studies on Siphon Breaker</a>. , Korea Atomic Energy Research Institute. (2011).</li>
<li>Kang, S. H., et al. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKang%2C+SH+%22Experimental+Study+of+Siphon+breaker%22">Experimental Study of Siphon breaker</a>. , Korea Atomic Energy Research Institute. (2013).</li>
<li>Kang, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ndsl.kr/ndsl/search/detail/article/articleSearchResultDetail.do?cn=DIKO0013730764">Siphon Breaker Design on Research Reactor with Real-Scale Experiment</a>. , Pohang University of Science and Technology. (2015).</li>
<li>Fossa, M., Guglielmini, G. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0894177702001565">Pressure Drop and Void Fraction Profiles during Horizontal Flow through Thin and Thick Orifices.</a> Exp. Thermal Fluid Sci. 26, 513-523 (2002).</li>
<li>Lee, K. Y., Kim, W. S. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S030645491630305X">Development of siphon breaker simulation program for investing loss of coolant accident of a research reactor.</a> Ann. Nucl. Energy. 101, 49-57 (2017).</li>
<li>Lee, K. Y., Kim, W. S. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S002954931630334X">Theoretical Study on Loss of Coolant Accident of a Research Reactor.</a> Nucl. Eng. Des. 309, 151-160 (2016).</li>
<li>Lee, K. Y., Seo, K. W., Chi, D. Y., Yoon, J. H., Kang, S. H., Kim, M. H. Experimental and analytical studies on the siphon breakers in research reactor. European Research Reactor Conference. , Prague, Czech Republic. 18-22 (2012).</li>
</ol>

המחברים אין לחשוף.

פקק הקונכייה הוא מכשיר בטיחות המופעלים באופן. פסיבי משמש כדי למנוע איבוד נוזל קירור כאשר מתרחשת תאונה קרע של הצינור. עם זאת, קשה להחיל על מחקר עכשווי כורים כי לא ניסוי עבור הכורים אמת-מידה מחקר. מסיבה זו, אמת-מידה הניסוי נערך על ידי POSTECH ו- KAERI. המטרה של הניסוי היה לאשר כי שבירת הקונכייה הוא ריאלי את הגודל האמיתי-סולם, כדי לזהות גורמים שמשפיעים על לשאוב שבירה. תוצאות הניסוי הראה כי ובינונית ליצירת גודל וגודל לוקה היו הראשי משתנים המשפיעים על undershooting.
חישוב הקונכייה שבירת מורכבת בצור...

המספר של כורים באמצעות צלחת-סוג דלק, כגון ירדן מחקר, הדרכה הכור (JRTR) ו כור המחקר KiJang (KJRR), גדל לאחרונה. על מנת לחבר את לוחית-סוג הדלק בקלות, כור המחקר דורש זרימה כלפי מטה הליבה. מכיוון כורי מחקר דורשות נטו ראש מערכת הקירור הראשית היניקה חיובית, יכול כמה רכיבי מערכת קירור שייתכן שיותקנו מתחת הכור. עם זאת, אם הקרע צינור מתרחשת במערכת הקירור הראשי מתחת הכור, האפקט הקונכייה גורמת רציפה ניקוז של מערכת קירור אשר עלולה לגרום החשיפה של הכור לאוויר. משמעות הדבר היא כי החום שיורית לא ניתן להסיר, אשר יכול להוביל בתאונת. לכן, במקרה של אובדן של מערכת קירור תאונה (לוקה), מכשיר בטיחות שיכול למנוע תאונה קשה הוא הכרחי. פקק הקונכייה הוא כזה מכשיר בטיחות. זה יכול למנוע ביעילות ניקוז המים באמצעות גלישה של אוויר. המערכת כולה נקראת את הקונכייה שבירת המערכת.
נערכו מספר מחקרים לשיפור הבטיחות בכור מחקר. מקדונלד ומרטן1 ביצע ניסוי על מנת לאשר את הביצועים של הקונכייה שבירת שסתום כמו מפסק הפעלה באופן פעיל. ניל ו- Stephens2 ביצע ניסוי בעזרת פקק הקונכייה כהתקן פסיבי המופעלים בתוך צינור בגודל קטן. סקוראי3 הציע מודל אנליטי כדי לנתח את הקונכייה שבירת שבו הוחלה מודל זרימת אוויר-מים נפרד לחלוטין.
הקונכייה שבירת הוא מורכב מאוד כי יש פרמטרים רבים שצריך לקחת בחשבון. יתר על כן, כי לא בוצעו הניסויים על אמת-מידה מחקר כורים, קשה להחיל מחקרים קודמים על מחקר עכשווי כורים. לכן, מחקרים קודמים לא הציגו מודל תאורטי משביע רצון על סיפון שוברים. מסיבה זו, נערך ניסוי אמת-מידה להקים מודל תאורטי.
כדי לחקור את ההשפעה של מפסק הקונכייה על כור המחקר, אמת-מידה אימות הניסויים בוצעו על ידי אוניברסיטת פוהאנג למדע וטכנולוגיה (POSTECH), מכון המחקר לאנרגיה אטומית קוריאה (KAERI)4,5 ,6. איור 1 הוא המתקן בפועל לניסוי מפסק הקונכייה. איור 2 מציג תרשים סכימטי של המתקן והוא כולל את סימן מתקן.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55972/55972fig1.jpg"> 
איור 1. מתקן הקונכייה שבירת ניסוי הדגמה. גודל צינור הראשי הוא 16 ב ו חלון אקריליק מותקן להשגחה. כגדולים הוא מכשיר מוכן לתאר את הירידה בלחץ. לכן, אין תפקיד הרכבה דיזה בתחתית המיכל העליון. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55972/55972fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55972/55972fig2.jpg"> 
באיור 2. תרשים סכמטי של מתקן ניסיוני. המיקום של נקודות מדידה מוצג. המספרים מציינים את המיקומים הרלוונטיים; הנקודה 0 מסמל את הכניסה של מפסק הקונכייה, נקודה 1 מסמל את מפלס המים, נקודת 2 מסמל את החלק המחובר של מפסק את הקונכייה ואת הצינור הראשי, ונקודת 3 מסמל את לוקה הצב. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55972/55972fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
מפסק סיפון מתקן ניסיוני מורכב מיכל עליון, טנק נמוך, מערכת צנרת, משאבה ההחזרה. הקיבולת של המיכל העליון הוא 57.6 מ'3. האזור התחתון ואת העומק הם 14.4 m2 (4 מ' x 3.6 מ') ו- 4 מ', בהתאמה. המיכל התחתון והמיקום לוקה הן ממוקם 8.3 מ' מתחת למיכל העליון. הקיבולת של המיכל התחתון הוא 70 מ3. המיכל התחתון משמש לאחסון המים במהלך הניסוי. המיכל התחתון מחובר למשאבה ההחזרה. המים במיכל התחתון נשאבים לתוך המיכל העליון. גודל צינור הראשי של מערכת צנרת הוא 16 ב. הסוף של הקונכייה מפסק קו (ובינונית ליצירת) הינו ממוקם גבוה מעל הצינור התחתון 11.6 מ' לקרע נקודה. בנוסף, אקריליק windows מותקנים על הצינור עבור ויזואליזציה, כפי שמוצג באיור1.
מספר התקנים הותקנו כדי למדוד את הסימנים הפיזיים. לחץ מוחלט שני מתמרים (מעל כולם) לחץ ההפרש שלושה מתמרים (Dpt) שימשו. כדי למדוד את קצב זרימת מסה של מים, מד זרימת אולטראסוניות היה בשימוש. מערכת רכישת נתונים שימש כדי לקבל כל מדידה נתונים ב- 250 ms במרווחי זמן. בנוסף ציוד המדידה, מצלמות הותקנו להשגחה, שליט היה מחובר על הקיר הפנימי של המיכל העליון כדי לבדוק את מפלס המים.
במגוון גדלים מפסק (SB) לוקה, סיפון, סוגי מפסק סיפון (קו/חור) ואת הנוכחות של דיזה לגבי הכור דלק לבין נקודת שבר צינור נחשבו לניסוי. על מנת לוודא את השפעת גודל לוקה ו ובינונית ליצירת, גדלים שונים של לוקה, ובינונית ליצירת שימשו. גודל לוקה נע בין 6 ל 16 ב וגדלי ובינונית ליצירת נע בין 2 ל- 6 ב. הניסוי, סוג הקו, חור של הקונכייה פורעי שימשו, אך התוכן הבא של המחקר הזה מתייחס רק לסוג ובינונית ליצירת המשמשים את JRTR ואת KJRR. כדוגמה של תוצאות הניסוי, איור 3 הוא גרף הכוללת את הנתונים קצב זרימה לחץ ומים. הניסוי נערך על 4 אוקטובר, 2013, המדגם נתוני הניסוי הוא LN23 (סוג הקו SB, אין נחיר 12 ב לוקה, 2.5 ב ובינונית ליצירת).
מתוך נתוני הניסוי, המודל התיאורטי שבו ניתן לחזות את הקונכייה שבירת תופעה הוקמה. המודל התיאורטי מתחיל משוואת ברנולי. המהירות של הנוזל המתקבל את משוואת ברנולי, ספיקה יכולה להיות מושגת על-ידי הכפלת את המהירות של נוזל באזור צינור. בנוסף, מפלס המים ניתן להשיג באמצעות את ספיקה. התפיסה הבסיסית של המודל התיאורטי הוא כמו לעיל. עם זאת, כיוון הקונכייה שבירת התופעה היא זרימה דו-שלבית, ישנם נקודות נוספות כדי להיחשב. לשקול מודל ניתוח זרימת דו-שלבית, בוצעה בדיקת אימות דיוק. מאז המודל צ'ישולם היה מדויק יותר הומוגנית מודל, דגם צ'ישולם משמש כדי לנתח את התופעה. על פי המודל צ'ישולם, הנוסחה מכפיל דו-שלבית מבוטא כמו משוואה 17. במשוואה הזו ф מייצג את המכפיל שני שלבים, ρ מייצג צפיפות ו- X מייצג איכות.
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/55972/55972eq1.jpg">(1)
p class = "jove_content" > מודל ב צ'ישולם, מקדם B משתנה עם זרימת מסה נכלל. בסופו של דבר, ההטיה של נוסחה קורלציה בין מקדם צ'ישולם B ותנאים עיצוב הכור מהווה נקודת משמעותית של המודל התיאורטי. במילים אחרות, מטרה אחרת של הניסוי היה להשיג נתונים למסד את היחסים בין עיצוב תנאים צ'ישולם מקדם B. מתוצאות הבדיקה, נוסחה קורלציה בין עיצוב תנאים צ'ישולם מקדם B הוקמה. המודל התיאורטי המתקבל פותחה כדי לחזות את הקונכייה שבירת תופעה היטב.
יתר על כן, פותחה תוכנית סימולציה עם ממשק משתמש גרפי (GUI). על-ידי המעבר של נתונים ללחץ מוחלט באיור3, התופעה ניתן לחלק לשלושה שלבים: איבוד נוזל קירור (חד-פאזי flow) הקונכייה השבירה (flow שני שלבים), מצב יציב. לפיכך, תהליך החישוב הראשי של האלגוריתם כולל תהליך שלושה שלבים המייצגים שלושת השלבים של התופעה אמיתי. כולל תהליך החישוב, האלגוריתם כולו כדי לתאר את תהליך הסימולציה מוצג באיור 48.
שימוש בתוכנה (ראה משלימה Video 1) כדי להתחיל את ההדמיה, המשתמש מזין לפרמטרי הקלט המתאים לתנאים עיצוב ו לפרמטרי הקלט מאוחסנים כערכי קבוע. אם המשתמש ממשיך עם הסימולציה לאחר הזנת את הפרמטרים, התוכנית מבצעת את החישוב בשלב הראשון. הצעד הראשון הוא חד-פאזי, אשר הוא החישוב עבור אובדן מערכת קירור בגלל ההשפעה הקונכייה לאחר קרע הצינור. המשתנים מחושבים באופן אוטומטי לפי מודל תיאורטי (כמו משוואת ברנולי, שימור זרימת מסה, וכו '), וממשיך החישוב של הקלט פרמטרים על-ידי המשתמש. תוצאות החישובים מאוחסנים ברצף זיכרון המחשב על פי יחידת הזמן שנקבע על-ידי המשתמש.
אם הטיפות מפלס המים להלן מיקום 0, זה אומר כי הזרם חד-פאזי מסתיימת, כי האוויר מתחיל למהר ובינונית ליצירת ברגע זה. לכן, הצעד הראשון לזרימה חד-פאזי ממשיך עד מפלס המים מגיע המיקום 0. כאשר מפלס המים במיקום 0, פירוש הדבר הוא הגובה undershooting הוא אפס. גובה undershooting הוא ההבדל הגובה בין הכניסה של ובינונית ליצירת מפלס המים המיכל העליון לאחר הקונכייה השבירה. במילים אחרות, undershooting גובה מציין כמה מפלס המים ירד במהלך הקונכייה שוברים. לכן, גובה undershooting הוא פרמטר חשוב, משום שזה יאפשר הקביעה ישיר כמות איבוד נוזל קירור. כתוצאה מכך, התוכנית קובעת בסוף החישוב הראשונה-צעד לפי גובה undershooting.
אם הגובה undershooting הוא גדול מאפס, התוכנית מבצעת חישוב בשלב השני אשר ניתן לדמות זרימה דו-שלבית. כיוון זרימת מים ואוויר נמצאים סיפון שבירת שלב, יש לקחת בחשבון את המאפיינים הפיזיים של שני נוזלים. לכן, הערכים של המכפיל שני שלבים, איכות שבר void נחשבים בשלב זה החישוב. . במיוחד, הערך הריק שבר משמש סיום קריטריון החישוב בשלב השני. השבר void ניתן לבטא את היחס של זרימת האוויר לסכום של אוויר, מים זורמים. בחישוב שלב השני ממשיך עד הערך הריק שבר (α) 0.9. כאשר α מעל 0.9, בחישוב שלב השלישי ממשיך המתאר את מצב יציב. באופן תיאורטי, קריטריון הסיום הקונכייה שבירת הוא α = 1 מאחר אויר רק קיים בצינור בשלב זה. עם זאת, תוכנית זו הקריטריונים קצה הקונכייה שבירת הוא α = 0.9 כדי למנוע שגיאות בתהליך החישוב. לכן, אובדן חלקי של תוצאות בלתי נמנע, אבל שגיאה זו יכול להיות זניח.
מצב יציב החישוב ממשיך במהלך פרק הזמן שנקבע על-ידי המשתמש. כי יש עוד שינוי, מצב יציב מאופיין בכך שהערכים תוצאת חישוב הם תמיד קבוע. אם אנחנו זקוקים רק לסיסמא שבירת מוצלחת, לרמה הסופית של המים למיכל העליון יישאר על ערך מסוים, לא אפס. עם זאת, אם שבירת הקונכייה אינה מבוצעת בהצלחה, הקירור יאבדו כמעט ולא מתקרב לרמה הסופית של המים ערך אפס. לכן, אם הערך מפלס המים שווה אפס במצב יציב, הוא מציין כי התנאים עיצוב נתונה אינן מספיקות להשלים את הקונכייה השבירה.
לאחר החישוב, המשתמש יכול לאשר את תוצאות בדרכים שונות. התוצאות מציגות את המצב של הקונכייה שבירת, סיפון שבירת התקדמות, הסינגולריות. התוכנית סימולציה ניתן לחזות, לנתח את התופעה באופן מעשי, לסייע בעיצוב של המערכת מפסק הקונכייה. זה נייר, פרוטוקול הניסוי, תוצאות של ניסוי, וכן ביישום התכנית סימולציה מוצגים.

<table><tbody><tr><td>מתמר לחץ מוחלט</td><td>Sensor Technics</td><td>CTE9000</td><td>0.05% שגיאה בקנה מידה מלא</td></tr><tr><td>מתמר לחץ דיפרנציאלי</td><td>Setra</td><td>C230</td><td>0.25% שגיאה בקנה מידה מלא</td></tr><tr><td>מד זרימה אולטראסוני</td><td>Tokyo Keiki</td><td>UFP-20</td><td>רזולוציה 0.01m^3/h</td></tr><tr><td>Visual Studio 2012</td><td>Microsoft</td><td>Windows 8</td><td>Microsoft Foundation</td></tr><tr><td>Class E.R.W. פלדה צינור</td><td>יונדאי Hysco</td><td>KS D 3507 (SPP)</td> <td>400A (קוטר החוצה) x 7.9 מ"מ (עובי)</td></tr></tbody></table>

המחקר של הניסוי מפסק הקונכייה וסימולציות עבור כור מחקר

Study of Siphon Breaker Experiment and Simulation for a Research Reactor

בתנאים עיצוב של כור המחקר, התופעה הקונכייה המושרה על ידי צינור קרע יכול לגרום כלפי חוץ זרימה רציפה של מים. כדי למנוע את יצוא, נדרש מכשיר שליטה. פקק הקונכייה הוא סוג של התקן בטיחות יכול להיות מנוצל כדי לשלוט איבוד נוזל קירור מים ביעילות.
כדי לנתח את המאפיינים של הקונכייה שבירת, נערך ניסוי אמת-מידה. את התוצאות של הניסוי, התברר כי ישנם מספר גורמים עיצוב המשפיעים על סיפון שבירת התופעה. לכן, יש צורך לפתח מודל תאורטי. מסוגלים חיזוי וניתוח את הקונכייה שבירת תופעה בתנאים שונים של עיצוב. באמצעות המידע מהניסוי, ניתן היה לגבש מודל תאורטי שחוזה במדויק את ההתקדמות והתוצאה של הקונכייה שבירת התופעה. המודל התיאורטי הוקמה מבוסס על מכניקת הזורמים, משלב המודל צ'ישולם לנתח זרימה שני שלבים. משוואת ברנולי, מהירות, כמות, undershooting גובה מפלס המים, הלחץ, מקדם חיכוך, גורמים הקשורים הזרם דו-שלבית יכול להיות שהושג או מחושבת. יתר על כן, כדי לנצל את המודל הוקמה במחקר זה, פותחה הקונכייה מפסק תוכנית ניתוח ועיצוב. התוכנית סימולציה פועלת על בסיס מודל תיאורטי, מחזירה את התוצאה בצורת גרף. המשתמש יכול לאשר את האפשרות של הקונכייה שובר על-ידי בדיקת את צורת הגרף. יתר על כן, להציל את התוצאה כל סימולציה זה אפשרי, זה יכול לשמש כמשאב לניתוח את הקונכייה אמיתי שבירת המערכת.
לסיכום, המשתמש יכול לאשר את המצב של הקונכייה שבירת ועיצוב מערכת מפסק הקונכייה באמצעות התוכנית שפותחה במחקר זה.

התהליך כולו של הקונכייה שבירת מורכב משלושה שלבים. השלב הראשון הוא זרימה יוצאת של מערכת קירור בגלל ההשפעה הקונכייה. השלב השני הוא התהליך של הקמת בתנאיי האוויר דרך ובינונית ליצירת לחסום את איבוד נוזל קירור, שנקרא הקונכייה השבירה. ניתן לראות את התופעה שבירת הקונכייה עלייה חדה בלחץ מוחלט באיור3. לאחר הלחץ מוחלטת גדלה במהירות, זה מצטמצם בהדרגה בשל הירידה במפלס המים. . בסוף אנחנו זקוקים רק לסיסמא שבירת, מאז כמה שאריות מים זורם בחזרה אל מיכל העליון, הלחץ מוחלטת מגבי...

הקונכייה שבירת תופעה נחקר ניסיוניים, הוצע מודל תאורטי. פותחה תוכנית הדמיה המבוססת על מודל תיאורטי, התוצאות של התוכנית סימולציה הושוו עם תוצאות ניסויית. הוא היה סיכם כי התוצאות של התוכנית סימולציה התאימה את תוצאות הניסוי היטב.

Under the design conditions of a research reactor, the siphon phenomenon induced by pipe rupture can cause continuous outward flow of water. To prevent ...

המטרה הכללית של ניסוי וסימולציה אלה היא לחקור את תופעת שבירת הסיפון כדי לשפר את התכנון והניתוח של שובר הסיפון בכור מחקר. פרק זה עשוי לסייע במתן מענה למספר שאלות בנוגע למאפייני הבטיחות של כור המחקר שלנו, כגון כיצד למנוע תאונה חוזרת. היתרון העיקרי בטכניקה זו הוא שניתן לנתח את תופעת שבירת הסיפון בקלות ובדיוק.הנתונים עבור ניסוי זה נאספו במעבדת זרימה דו-פאזית של אוניברסיטת פוהאנג למדע וטכנולוגיה. סכימה זו מספקת סקירה כללית של מאפייניה ושל הציוד המשמש לניטור שלה. קיים מיכל עליון בעל קיבולת של 57.6 cubic meter.הוא כולל מכלול פתח אופציונלי. המכל התחתון נמצא בגובה של 8.3 מטרים מתחת למכל העליון ונפחו הוא 70 cubic meters. כל מים שמושקעים שם יכולים לשמש מחדש באמצעות משאבת החזר.מערכת הצנרת כוללת צינור בקוטר 16 אינץ'. קיימות נקודות קרע תחתונות ועליונות המכונות אתרי איבוד נוזל קירור, או LOCA. קו שבירת הסיפון מסתיים במיכל העליון, 11.6 מטרים מעל נקודת הקרע של הצינור התחתון.שני חיישני לחץ מוחלט ושלושה חיישני לחץ דיפרנציאלי מנטרים את המערכת. כמו כן, קיים מד זרימה אולטרסוני. ארבע מצלמות מקליטות אזורים בניסוי דרך חלונות תצפית.הניסויים בחנו את ההשפעות של גדלי LOCA משתנים, גודל קו שבירת הסיפון (siphon breaker), סוגי שבירת סיפון ונוכחותו של הפתח (orifice). התקן זה באוניברסיטת Handong Global הוא מודל בקנה מידה של 1/8 מהמתקן שישמש להדגמת הפרוטוקול הניסויי. השוו את הסכימה שלו לזו של המתקן המקורי.כל המאפיינים הרלוונטיים קיימים, אך בקנה מידה שניתן לניהול. הכינו את הניסוי על ידי וידוא שכל מכשירי הניטור הותקנו ומוכנים לפעולה. לאחר מכן, בחנו את טווח התנאים הניסיוניים שיש לבחון.הדגמה זו תשתמש בקווי שבירת סיפון (siphon breaker) של 1/2 אינץ' ו-1/4 אינץ'. בנוסף, באתר ה-LOCA יהיה פתח של אינץ' אחד או שניים, שייווצר על ידי חיבור צינורות מתאימים. תנאי הניסוי של מכשיר זה נקבעו.קו שבירת סיפון של 1/2 אינץ' ממוקם ומחובר לצינור המוביל מהמיכל ל-LOCA. הניסוי הראשון ישתמש ב-LOCA התחתון שבקצה צינור זה. הניסוי מתחיל עם גודל LOCA של אינץ' אחד.לאחר השלמת כל ההכנות, מלאו את המיכל העליון במים. בדקו את מפלס המים הראשוני לפני ההמשך. כאשר המכשירים מקליטים, חזרו לאתר ה-LOCA התחתון.שם, פתחו את השסתום כדי להתחיל את זרימת המים ולהתחיל את הבדיקה. אספו נתונים עד להפסקת זרימת המים אל המיכל התחתון. סגרו את שסתום ה-LOCA התחתון לפני ההמשך.לאחר שמירת הנתונים שנאספו, הכינו את המערכת לתנאי הבדיקה הבא. הדבר דורש הסרה של הצינור הקובע את גודל ה-LOCA. החליפו את הצינור בקוטר הצינור הבא המתוכנן לבדיקות.במקרה זה, כזה עם פתח של שני אינץ'. כאשר המיכל העליון יתמלא שוב, פתח את אתר ה-LOCA התחתון כדי לאסוף נתונים בתצורה זו. הבדיקה השלישית דורשת החלפה של קו שבירת הסיפון.הסירה את הצינור בעובי 1/2 inch ממקומו. החלף אותו בצינור שובר הסיפון בעובי 1/4 inch, שהוא הצינור בקוטר הבא עבור בדיחות אלו. שוב, מלא את המיכל העליון ובצע את הבדיקה.במידת הצורך, המשיכו לבצע בדיקות עבור כל התצורות, כולל שינויים במיקום ה-LOCA. השלב הבא הוא לימוד הניסויים באמצעות סימולציה ממוחשבת. זהו מסך הפתיחה של תוכנת הסימולציה Siphon Breaker Simulation Program.לבדיקת הפרמטרים, לחצו על כפתור Show Parameters. המסך החדש מציג את הפרמטרים ששימשו עבור הסימולציה. לאחר שינוי הקלט ככל שיידרש, לחצו על OK כדי לחזור למסך הראשוני.בשלב הבא, לחצו על כפתור ה-Run. כאשר תתבקשו לכך, הזינו את פרק הזמן שהסימולציה תכסה. לחצו על OK כדי לעבור לגרף מפלס המים.בגרף מוצגת מפלס המים כפונקציה של הזמן לאורך פרק הזמן הנבחר. נתחו את הגרף כדי לקבוע אם מתרחשת שבירת סיפון עם הפרמטרים הנתונים. כדי לבדוק פלטים אחרים, בחרו את תיבת הסימון המתאימה מתחת לתרשים.עבור גרף הלחץ, לחץ על תיבת p2. לחץ על תיבת waterlevel כדי להסיר את הגרף המקורי. כדי להציג את קצב הזרימה, לחץ על תיבת q12.הסר את גרף הלחץ על ידי לחיצה חוזרת על p2. עם הסיום, לחץ על כפתור Save the data כדי ליצור את קובץ הטקסט של הנתונים. אשר את הפעולה בתיבת הדיאלוג הקופצת.לחצו על OK כדי לחזור למסך הבית. לאחר מכן, לחצו על Exit כדי לצאת מהתוכנה. קובץ הנתונים יישמר באותה תיקייה שבה נמצאת תוכנת הסימולציה.תכניו מאפשרים מחקר מפורט של תוצאות הסימולציה המספרית. אלו נתונים מניסוי בקנה מידה מלא במעבדה לזרימה דו-פאזית של אוניברסיטת פוהאנג למדע וטכנולוגיה. העיגולים השחורים מייצגים נתוני לחץ דיפרנציאלי.המשולשים האפורים מייצגים נתונים של לחץ מוחלט (Absolute Pressure). שתי הקבוצות מתייחסות לציר האנכי השמאלי. האיקסים האדומים הם נתוני קצב זרימת מים, המשתמשים בציר האנכי הימני.הניסוי מורכב משלושה שלבים. הראשון הוא אובדן נוזל קירור. השני הוא שבירת סיפון.שלישי הוא מצב השיווי המשקל (Steady State). גרף זה מאפשר השוואה בין תוצאות ניסויים עבור קצב זרימת מים לבין הפלט של סימולציית התוכנה. הריבועים הכחולים מייצגים נתונים עבור פתח LOCA של 12 אינץ', והקו הכחול מייצג את הסימולציה התואמת.נתונים עבור פתיחת LOCA של 16 אינץ' מוצגים בעיגולים אדומים, והקו האדום מייצג את תוצאות הסימולציה. זהו ניסוי נוסף של המודל. המיקום האופקי של עיגול שחור הוא גובה ה-Undershooting שנמדד ניסויית.המיקום האנכי הוא גובה ה-Undershooting מסימולציה. הקו הכחול תואם למקרה שבו הערכים מהניסוי ומהסימולציה שווים. הגרף מרמז כי ניתן להשתמש במודל לצורך ניתוח של שבירת סיפון.ההשלכות של טכניקה זו חולות על אבחון הבטיחות של כור מחקר, מכיוון שהתוכנה יכולה לחזות הדגמה מלאה של שבירת סיפון במקרה של תאונה חוזרת עקב קרע בצינור. לאחר השליטה בשיטה, ניתן לבצע כל סימולציה תוך חמש דקות אם היא מבוצעת כראוי. חשוב לזכור כי את פרמטרי הקלט לסימולציה יש להזין בהתאם לתנאי התכנון של שוברי הסיפון.בשלב זה של הפיתוח, סללה טכניקה זו את הדרך עבור חוקרים בתחום תכנון שוברי סיפון לחקור בטיחות בכור מחקר. לאחר צפייה בסרטון זה, תהיו בעלי הבנה טובה לגבי אופן התכנון והניתוח של שובר הסיפון בכור מחקר.

study-siphon-breaker-experiment-simulation-for-research

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

cavitation אקוסטי בנוזלים שהוגשו לאולטרסאונד הכוח יוצר תנאים חולפים קיצוניים בתוך בועות קורסת, אשר הם המקור יוצאת דופן פליטת תגובה כימית והאור, המכונה sonoluminescence. בנוכחותם של גזים אצילים, הפלזמה nonequilibrium נוצר. החלקיקים "החמים" וגם לפוטונים שנוצרו על ידי קריסת בועות מסוגלים לרגש מינים בתמיסה.

הפעלת מולקולות, יונים, וחלקיקים מוצקים עם אקוסטית Cavitation

הפחתת סולפט מיקרוביאלית היא תהליך בעל חשיבות רבה בביוטכנולוגיה סביבתית. הצלחת הכורים הסולפידוגניים תלויה בין היתר בהרכב המיקרוביאלי של הבוצה. כאן, אנו מציגים פרוטוקול לפיתוח בוצה גופרתית ממשקעי נביעות הידרותרמיות בכור UASB למטרות דה-כלור רדוקטיבי.

פיתוח של Sulfidogenic בוצה מים משקעים וטריכלוריטן הפחתה בכור שמיכת Upflow אנאירובית בוצה

אנו מתארים היווצרות גנים כימיים באמצעות ניסויי הזרקה המאפשרים סימולציות מעבדה של מערכות גן כימיות טבעיות הנוצרות בנביעות הידרותרמיות תת-ימיות.

כימית גנים כזרימה דרך מערכות הידרותרמיות טבעיות כורי מדמה

מאמר זה מתאר הגדרה ושיטה להדמיה באתרה של דגימות שמן במגוון תנאי טמפרטורה ולחץ שמטרתם לחקות תהליכי זיקוק ושדרוג. הוא משמש בעיקר לחקר מדיה איזוטרופית ואנזוטרופית המעורבת בהתנהגות העכירות של הזנות נפט.

באתרו ויזואליזציה של התנהגות השלב של דוגמאות שמן בתנאי תהליך זיקוק

כאן, אנו מציגים פרוטוקול כדי לבדוק ולמטב את מערכות הנעה חלל בהתבסס על המדחפים אולם מסוג ולמחקר.

אופטימיזציה, בדיקה ואבחון של הול ולמחקר מדחפים

עבודה זו מתארת מערכת ניסויים מקוונת המספקת ניסויים חזותיים, כולל הדמיה של תיאוריות, מושגים ונוסחאות, הדמיית התהליך הניסיוני עם אסדות בדיקה וירטואליות תלת-ממדיות (תלת-ממדיות), והדמיה של מערכת הבקרה והניטור באמצעות ווידג'טים כגון תרשימים ומצלמות.

מערכת ניסויים מקוונת אינטראקטיבית ומודמית לחינוך ומחקר הנדסי

מחקר זה מציג את המתודולוגיה ליצירת שישה סוגים שונים של פריקות פלזמה בתוך כור פלזמה מערבולת היפרבולית לפירוק מיקרו-מזהמים במים, כולל תרופות וחומרים פר-פלואורואלקיל (PFAS).

יישום כור פלזמה היפרבולי מערבולת להסרת מיקרו-מזהמים במים

פרוטוקול זה מתאר את הסימולציה, הייצור והאפיון של בולמי metamaterial THz. בולמים כאלה, כאשר יחד עם חיישן מתאים, יש יישומים בTHz הדמיה וספקטרוסקופיה.

סימולציה, ייצור ואפיון של בולמי metamaterial THz

בדיקות פיתוח של חומרי נפץ גבוהים ליישומים צבאיים כוללות ניסוח בקנה מידה קטן, בדיקות בטיחות ולבסוף בדיקות ביצועי פיצוץ כדי לאמת חישובים תיאורטיים. מאמר זה ישתף מבחני פיתוח אופייניים הקשורים למדידת מהירות הפיצוץ ולחץ הפיצוץ.

מחקר ופיתוח של חומרי נפץ ביצועים גבוהים

בגלל השימוש נרחב של החשיבות ופלדיום, זהב וקובלט   מתכות בציוד טכנולוגי גבוהה, השחזור והמיחזור שלהם מהווים אתגר תעשייתי חשוב. מערכת התאוששות המתכת המתוארת במסמך זה בעלות נמוכה פשוטה, אומרת לאיתור, הסר, והתאוששות היעילה של מתכות אלה מהמכרה העירונית.

איתור והשחזור של פלדיום, מתכות זהב וקובלט ממכרה העירונית באמצעות חיישנים / Adsorbents רומן יעודיים עם נקבוביות-בצורת גלגל עגלה ננומטריים

חקור תופעת שבירת הסיפון בכורי מחקר באמצעות ניסויים וסימולציות ממוחשבות. המודל המוצע חוזה במדויק את התנהגות הסיפון ותומך בשיפור אמצעי הבטיחות הגרעיניים.

המחקר של הניסוי מפסק הקונכייה וסימולציות עבור כור מחקר

גלה סרטונים נוספים