Экспериментальное исследование триггеринга парового взрыва при распаде струи расплавленной соли

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлено экспериментальное исследование с помощью высокоскоростной видеосъемки процесса парового взрыва на дробящейся струе расплавленной соли NaCl в воде. Исследованы режимы распада струи на крупные части, сопровождающиеся отрывом мелких капель-сателлитов. Впервые в лабораторных условиях воспроизведено и зафиксировано распространение парового взрыва на двух крупных фрагментах распада струи вследствие самопроизвольного триггеринга процесса на капле-сателлите. Показана возможность возникновения парового взрыва на начальном этапе первой стадии грубого дробления и перемешивания струи расплава.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. В. Васильев

Объединенный институт высоких температур Российской академии наук; Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана (национальный исследовательский университет)

Автор, ответственный за переписку.
Email: nikvikvas@mail.ru
Россия, Москва; Москва

С. Н. Вавилов

Объединенный институт высоких температур Российской академии наук

Email: sergeynv@mail.ru
Россия, Москва

Е. А. Лиджиев

Объединенный институт высоких температур Российской академии наук; Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана (национальный исследовательский университет)

Email: lind722k@gmail.com
Россия, Москва; Москва

Список литературы

  1. Fletcher D.F., Theofanous T.G. Heat Transfer and Fluid Dynamic Aspects of Explosive Melt–Water Interactions // Advances in heat transfer. 1997. V. 29. P. 129–213. https://doi.org/10.1016/S0065-2717(08)70185-0
  2. Berthoud G. Vapor explosions // Annu. Rev. Fluid Mech. 2000. V. 32. № 1. P. 573–611. https://doi.org/10.1146/annurev.fluid.32.1.573
  3. Мелихов В.И., Мелихов О.И., Якуш С.Е. Термическое взаимодействие высокотемпературных расплавов с жидкостями // ТВТ. 2022. Т. 60. № 2. С. 280–318. https://doi.org/10.31857/S0040364422020284
  4. Мелихов В.И., Мелихов О.И., Волков Г.Ю., Якуш С.Е., Салех Б. Моделирование струйного истечения жидкости в затопленное пространство методом VOF // Теплоэнергетика. 2023. № 1. C. 75–86. https://doi.org/10.56304/S0040363622120050
  5. Ивочкин Ю.П. Исследование механизмов термогидродинамических и МГД процессов с жидкометаллическими рабочими телами: дис. … докт. техн. наук. М.: ОИВТ РАН, 2015.
  6. Клименко А.В., Вавилов С.Н., Васильев Н.В., Зейгарник Ю.А., Скибин Д.А. Паровой взрыв: экспериментальные наблюдения стадии спонтанного триггеринга процесса // Доклады РАН. Физика, технические науки. 2022. Т. 503. С. 13–16. https://doi.org/10.31857/S2686740022010084
  7. Васильев Н.В., Вавилов С.Н., Зейгарник Ю.А. Визуализация процессов, происходящих при самопроизвольном триггеринге парового взрыва // Научная визуализация. 2023. Т. 15. № 2. С. 38–44. https://doi.org/10.26583/sv.15.2.04
  8. Manickam L., Qiang G., Ma W., Bechta S. An experimental study on the intense heat transfer and phase change during melt and water interactions // Experimental Heat Transfer. 2019. V. 32. № 3. P. 251–266. https://doi.org/10.1080/08916152.2018.1505786
  9. Simons A., Bellemans I., Crivits T., Verbeken K. The effect of vapour formation and metal droplet temperature and mass on vapour explosion behavior // Int. J. Heat Mass Transf. 2022. V. 196. 123289. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2022.123289
  10. Чашечкин Ю.Д., Ильиных А.Ю. Эволюция формы последовательных каверн импакта свободно падающей капли // Доклады РАН. Физика, технические науки. 2022. Т. 502. С. 36–44. https://doi.org/10.31857/S2686740021060055
  11. Чашечкин Ю.Д., Ильиных А.Ю. Перенос вещества капли при формировании первичной каверны // Доклады РАН. Физика, технические науки. 2023. Т. 508. С. 42–52. https://doi.org/10.31857/S2686740022060062
  12. Saito S., Abe Y., Koyama K. Flow transition criteria of a liquid jet into a liquid pool // Nuclear engineering and design. 2017. V. 315. P. 128–143. https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2017.02.011
  13. Катышев С.Ф., Десятник В.Н. Плотность и поверхностное натяжение расплавов системы NaF–NaCl–ZrF4 // Атомная энергия. 1998. Т. 84. № 1. С. 61–64.
  14. Hansson R.C., Dinh T.N., Manickam L.T. A study of the effect of binary oxide materials in a single droplet vapor explosion // Nuclear Engineering and Design. 2013. V. 264. P. 168–175. https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2013.02.017

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Распространение парового взрыва при распаде струи расплавленной соли NaCl в воде (температура воды tв = 23°С, температура соли в тигле tNaCl = 1100°С, числа подобия для струи Re = 2070, Oh = 1.4 ∙ 10–3). Время экспозиции – 4.5 мкс. Время от кадра момента распада струи (а): 1.11 мс (б); 1.87 (в); 1.99 (г); 2.02 (д); 2.03 (е); 2.05 (ж); 2.08 (з); 2.34 мс (и). Белой стрелкой обозначена капля-сателлит, образовавшаяся при распаде струи. Верхняя граница кадров соответствует уровню воды в емкости.

Скачать (392KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024