The problem of mathematical and numerical modeling of non-stationary processes in a closed gas turbine installation as part of an energy conversion unit of a lead-cooled reactor is considered. The problem is solved in a fairly General formulation, in which the gas circuit can include an arbitrary number of turbines with gas preheating, an arbitrary number of compressors with gas pre-cooling, as well as a heat exchanger for regenerative gas heating. Variants of both single-shaft and two-shaft gas turbine installations are considered. Point idealization is used when modeling the flow part of the turbine and compressor. Heat and mass transfer in the circuits of lead and gas coolants is described in a one-dimensional approximation. The possibility of mutual phase transformations of a melt-solid phase in the lead coolant is taken into account. Calculation of heat and mass transfer in the circuits is carried out within the single approach, in which the circulation circuit is represented as a set of interconnected heat-hydraulic elements (channels). Integration of the system of heat and mass transfer equations in the contour is performed using a fast scalar sweeping algorithm. The calculation algorithm provides the ability to take into account the sources of impulse and mass at arbitrary nodal points of the contour. This makes it possible to “end-to-end” computation when integrating the system of equations of gas dynamics along a closed loop, taking into account changes in adiabatic pressure drops at the points of turbines and compressors at each time step. The possibility of using the integral form of the momentum equation for modeling heat and mass transfer in a gas circuit is considered. For the SSTAR-type reactor with a lead coolant and a gas-turbine energy conversion cycle, the calculation of an emergency process with a rupture of a hot gas pipeline was performed. It was found that, in contrast to a reactor with a steam-turbine cycle of energy conversion of the BREST type, lead solidification in gas heaters does not occur in this accident. The study results can be used in elaborating the designs of lead cooled reactors and high-temperature gas reactors.
Развиваются математические и численные модели, описывающие действие высокоскоростных противооткатных демпфирующих устройств в артиллерийских системах. Используется подход на основе одномерных уравнений движения поршней и трехмерных уравнений Навье − Стокса для определения массоперетока жидкости между рабочими цилиндрами через системы отверстий. Производится сравнение результатов численного решения с экспериментом. Показывается существенное уточнение по сравнению с традиционной методикой расчета, основанной на постоянных значениях гидравлических сопротивлений отверстий. Ключевые слова: численное моделирование, гидравлическое сопротивление, истечение жидкости, противооткатное устройство, экспериментальный стенд. Введение Построение численных моделей и решение задач, описывающих работу высокоскоростных демпферов, является в настоящее время актуальной проблемой. Использование современных расчетных комплексов, таких как ANSYS, GDT, FLOTRAN, для решения подобных задач нестационарной гидродинамики выявило ряд сложностей. При решении реальных задач, например при расчете противооткатных устройств (ПОУ) в артиллерийских системах, с сотнями тысяч и миллионами ячеек временные затраты на персональных компьютерах достигают нескольких сотен часов с недостаточно высокой степенью сходимости к точному решению. Переход на перспективные суперЭВМ терафлопного уровня решит эту проблему только частично, так как остается необходимость многопараметрической оптимизации полученных решений, что, в свою очередь, многократно повышает время решения. Это обстоятельство определяет выбор подходов к решению таких задач со значительным упрощением расчетных схем. Моделирование процесса высокоскоростного демпфирования в упрощенной нестационарной постановке связано с определением параметров массоперетока, которые зависят от скорости отката, а также от геометрии и распределения отверстий в рабочих сосудах, через которые перетекает жидкость. В традиционном подходе для определения параметров массоперетока используются
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.