有几个近似方法可用来解耦动量和能量方程,获得瞬态问题的解。如果忽略流体的可压缩性,瞬态问题的解将更加简化。在这里将讨论几种近似。
假设系统满足以下近似:
①在两相流中,气液以相同的速度运动(无滑移)。
②流道横向的特性变化可以忽略不计。
在上述条件下,可直接使用下列方程:
利用上述3个方程及适当的本构关系,可以得到给定初始和边界条件下流动参数Gm(z,t)、p(z,t)和hm(z,t)等的解。这些变量的初始条件假定为已知的稳态解。
热流密度q″可作为输入条件,它可能是常数或者与时间相关。在实际的反应堆中,热流密度取决于冷却剂和燃料的热条件。因此,在假定可以确定燃料中子响应和瞬态热传导的影响的前提下确定q″的值。(www.daowen.com)
动量方程的边界条件包括入口的Gm(0,t)或p(0,t),以及出口的Gm(L,t)或p(L,t)。如4.8.1节中所讨论的那样,常见的方法是指定p(L,t)和p(0,t)或Gm(0,t)中的任一个。在接下来的讨论中,假设入口和出口压力是确定的,这对应于4.8.1节中的第一类边界条件。此条件适用于连接到大联箱的瞬态问题,因为大联箱中的压力不会显著受到通道本身瞬态过程的影响,这正如在压水堆上下腔室间堆芯的情况那样。
为了求解能量方程,应该设定进入通道流体的比焓,无论是从通道底部还是顶部进入。为了分析方便,假设在通道中的任何位置都是向上流动,因此,除了需要指定入口处的焓hm(0,t)外,还需要指定q″(z,t)。
此外,还需要确定混合物密度ρm和摩擦阻力系数f的本构方程来封闭问题。假设hm和ρ可微,密度的状态方程由式(6-4)确定:
摩擦系数由式(6-5)确定:
因为流体特性随温度变化,所以f与q″有关。特别是当黏度在中间膜温度的定性温度下确定时,而中间膜温度取决于q″。
下面我们考虑几种方法来求解控制方程组。
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