ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA VẬT LÝ – VẬT LÝ KỸ THUẬT BỘ MÔN VẬT LÝ HẠT NHÂN  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA LƢỚI ĐỆM LÊN DÒNG CHẢY CHẤT TẢI NHIỆT TRONG BÓ NHIÊN LIỆU CỦA LÒ PHẢN ỨNG VVER-1000 SVTH: Nguyễn Hữu Quốc GVHD: ThS Phan Lê Hoàng Sang GVPB: TS Lê Bảo Trân Thành phố Hồ Chí Minh – 2015 LỜI CẢM ƠN Trước tiên em xin gửi lời cảm ơn đến toàn thể quý Thầy Cô trường Đại học Khoa học Tự nhiên Thành phố Hồ Chí Minh – quý Thầy Cô khoa Vật lý – Vật lý Kỹ thuật – quý Thầy Cô anh chị cán trẻ Bộ môn Vật lý Hạt nhân dạy dỗ, truyền đạt kiến thức vô quý báu, không kiến thức sách mà kiến thức sống dành cho sinh viên chúng em suốt bốn năm học đại học Em vô biết ơn xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Phan Lê Hoàng Sang, người thầy nhận hướng dẫn, trực tiếp dạy em chi tiết cụ thể giúp em hiểu rõ nhiều điều suốt thời gian em thực khoá luận Em xin gửi lời cảm ơn đến cô Lê Bảo Trân, cô dành thời gian để đọc giúp em chỉnh sửa khoá luận Bên cạnh cô cho em gợi ý, nhắc nhở quan trọng giúp em hoàn thành khoá luận tốt nghiệp Xin cảm ơn bạn bè bên cạnh chia sẻ có lời động viên tinh thần Đặc biệt, em xin cảm ơn ba mẹ dành thời gian chăm sóc, dạy dỗ tạo điều kiện để học tập tốt đạt ngày hôm Xin cảm ơn! TP HCM, tháng năm 2015 Nguyễn Hữu Quốc MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC VIẾT TẮT iii DANH MỤC BẢNG BIỂU iiv DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ v LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 Phương trình liên tục 1.2 Phương trình động lượng 1.3 Phương trình lượng 1.3.1 Bảo toàn lượng 1.3.2 Ý nghĩa vật lý phương trình bảo toàn lượng 1.4 Các phương trình bổ sung cho dòng chảy nhiễu loạn 1.4.1 Nhiễu loạn 1.4.2 Các mô hình nhiễu loạn 1.5 Sự rời rạc phương trình chi phối 11 1.5.1 Phương pháp sai phân hữu hạn 11 1.5.2 Phương pháp thể tích hữu hạn 15 1.6 Những phương pháp giải số cho phương trình đại số 16 1.6.1 Phương pháp trực tiếp 16 1.6.2 Phương pháp lặp 17 i CHƢƠNG GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MÔ PHỎNG ANSYS 19 2.1 Chương trình Ansys Icem 19 2.1.1 Các công cụ tạo hình học 19 2.1.2 Các công cụ thiết lập lưới 21 2.1.3 Các loại lưới 23 2.2 Chương trình Ansys CFX 24 2.2.1 Thiết lập CFX-Pre 25 2.2.2 CFX-Solver 26 2.2.3 CFD-Post 26 CHƢƠNG MÔ HÌNH TÍNH TOÁN CHO BÓ NHIÊN LIỆU CỦA LÒ VVER-1000 27 3.1 Cấu tạo bó nhiên liệu lò VVER-1000 27 3.2 Phân tích động học chất lỏng cho bó nhiên liệu lò VVER-1000 28 3.2.1 Xây dựng hình học 3D cho bó nhiên liệu chương trình ICEM CFD 28 3.2.2 Thiết lập chạy chương trình CFX 31 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37 4.1 Kết khảo sát cho kênh làm mát 37 4.2 Kết khảo sát cho lưới đệm 42 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 ii DANH MỤC VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tiếng Anh BSL Baseline CFD Computational Fluid Dynamics SSG Speziale-Sarkar-Gatski SST Shear Stress Transport VVER Tiếng Việt Động học chất lỏng Water Water Energy Lò phản ứng hạt nhân nước- Reactor nước iii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Các đặc tính bó nhiên liệu lò VVER-1000 [3] 28 Bảng 3.2 Các đặc tính viên nhiên liệu [3] 28 Bảng 3.3 Các thông số thiết lập cho lưới 29 Bảng 3.4 Tổng số nút, phần tử lưới 30 Bảng 3.5 Giá trị lưu lượng khối tương ứng với số Reynolds 33 Bảng 4.1 Số liệu tính toán hệ số cản lưới đệm 46 iv DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Thể tích kiểm soát hữu hạn cố định không gian [6] Hình 1.2 Bảo toàn khối lượng thể tích kiểm soát vô nhỏ dòng chảy chất lỏng hai song song cố định [6] Hình 1.3 Sự chuyển động chất lỏng chế piston [6] Hình 1.4 Vận tốc dao động với thời gian số điểm dòng chảy nhiễu loạn [6] Hình 1.5 Sự phân bố đồng lưới Đề-các không gian chiều hai chiều cho phương pháp sai phân hữu hạn [6] 12 Hình 1.6 Sự biểu diễn lưới có cấu trúc cấu trúc cho phương pháp thể tích hữu hạn [6] 15 Hình 2.1 Quy trình thực chương trình Icem CFD 19 Hình 2.2 Các công cụ tạo hình học 19 Hình 2.3 Các công cụ tạo điểm 20 Hình 2.4 Các công cụ tạo/chỉnh sửa đường cong 20 Hình 2.5 Các công cụ tạo/chỉnh sửa mặt phẳng 20 Hình 2.6 Công cụ tạo hình dạng khối 21 Hình 2.7 Các công cụ thiết lập lưới 21 Hình 2.8 Công cụ thiết lập phần cho lưới 21 Hình 2.9 Công cụ chỉnh sửa lưới 22 Hình 2.10 Các công cụ tạo lưới 22 Hình 2.11 Lưới tứ diện 23 v Hình 2.12 Lưới hình hộp 23 Hình 2.13 Lưới Đề-các 24 Hình 2.14 Quy trình thực chương trình CFX 24 Hình 2.15 Thiết lập CFX-Pre 25 Hình 2.16 Chạy chương trình 26 Hình 2.17 Thiết lập CFD-Post 26 Hình 3.1 Hình dạng lõi lò bó nhiên liệu [3] 27 Hình 3.2 Hình học bó nhiên liệu 29 Hình 3.3 Thiết lập thông số cho lưới 29 Hình 3.4 Lưới M1, M2, M3, M4 30 Hình 3.5 Mở file cfx 31 Hình 3.6 Công cụ tính toán Steam Tab 32 Hình 3.7 Thiết lập thông số cho vật chất waterVVER 1000 32 Hình 3.8 Thiết lập giá trị lưu lượng khối nước 34 Hình 3.9 Thiết lập mô hình nhiễu loạn 34 Hình 3.10 Thiết lập số lần lặp cho hội tụ 35 Hình 3.11 Chạy chương trình 35 Hình 3.12 Tạo line 36 Hình 3.13 Đồ thị biểu diễn biến đổi vận tốc qua điểm 36 Hình 4.1 Đồ thị biểu diễn biến đổi vận tốc w theo chiều dài L ứng với trường hợp 37 Hình 4.2 Đồ thị lưu tuyến dòng chảy thứ cấp theo độ phân giải lưới 38 vi Hình 4.3 Đồ thị biểu diễn biến đổi vận tốc w theo chiều dài L ứng với trường hợp 39 Hình 4.4 Đồ thị lưu tuyến dòng chảy thứ cấp theo mô hình nhiễu loạn 40 Hình 4.5 Đồ thị biểu diễn biến đổi vận tốc w theo chiều dài L ứng với trường hợp 41 Hình 4.6 Hình học lưới đệm (spacer grid) 43 Hình 4.7 Mô hình hóa kênh tải nhiệt mở rộng có lưới đệm 43 Hình 4.8 Phân bố vận tốc dòng chảy dọc theo kênh tải nhiệt mở rộng 44 Hình 4.9 Phân bố vận tốc dòng chảy đường thẳng L 45 Hình 4.10 Kết tính hệ số cản lưới đệm theo mô hình nhiễu loạn 47 vii LỜI MỞ ĐẦU Theo Tập đoàn điện lực Việt Nam EVN, từ đến năm 2020, ngành điện Việt Nam xảy tình trạng thiếu điện phải đối mặt với thử thách to lớn Do đó, công tác chuẩn bị cho dự án nhà máy điện hạt nhân nước ta cần triển khai để sớm đưa vào hoạt động, nhằm đáp ứng nhu cầu lượng cho công công nghiệp hoá, đại hoá đất nước Trong dự án nhà máy điện hạt nhân này, nước ta dự kiến xây dựng theo công nghệ lò phản ứng VVER hỗ trợ Nga Việc tìm hiểu công nghệ VVER-1000 quan trọng cần thiết Trong khóa luận này, thực đề tài khảo sát ảnh hưởng lưới đệm lên dòng chảy chất tải nhiệt bó nhiên liệu lò VVER-1000 sử dụng phần mềm mô Ansys Mục đích tính toán hệ số cản lưới đệm so sánh với số liệu thực nghiệm Khóa luận chia làm chương: Chương 1: Tổng quan lý thuyết Chương 2: Giới thiệu phần mềm mô Ansys Chương 3: Mô hình tính toán cho bó nhiên liệu lò VVER-1000 Chương 4: Kết thảo luận  Bƣớc 7: Vào Insert Location Line tạo line (đường) hình 3.11 cách nhập tọa độ điểm Ở ta khảo sát mặt phẳng OUTLET (dòng chảy chất lỏng), tọa độ điểm trung điểm CD, tọa độ điểm giao điểm AC BD Hình 3.12 Tạo line  Bƣớc 8: Vào Chart vẽ đồ thị cho line biến đổi vận tốc qua điểm, ta khảo sát 100 điểm Sau nhấn Export xuất kết exel để vẽ đồ thị biểu diễn biến đổi vận tốc w theo chiều dài L line Hình 3.13 Đồ thị biểu diễn biến đổi vận tốc qua điểm 36 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Kết khảo sát cho kênh làm mát  Trường hợp 1: Ta khảo sát cho lưới M1, M2, M3, M4 có số Reynolds 60000 mô hình nhiễu loạn BSL Reynolds Stress Lý chọn mô hình BSL nhạy độ phân giải lưới thuận tiện cho việc khảo sát độ nhạy tính toán 0.9 0.8 0.7 Vận tốc w (m/s) 0.6 0.5 0.4 0.3 M1 M2 M3 M4 0.2 0.1 0 0.0005 0.001 0.0015 0.002 0.0025 0.003 0.0035 0.004 Chiều dài L (m) Hình 4.1 Đồ thị biểu diễn biến đổi vận tốc w theo chiều dài L ứng với trường hợp 37 Hình 4.2 Đồ thị lưu tuyến dòng chảy thứ cấp theo độ phân giải lưới Phân tích nhận xét: Với lưới M1, M2, M3, M4 ta thấy đường biểu diễn vận tốc w theo chiều dài L (hình 4.1) lưới M2, M3, M4 nhau, có lưới M1 có chênh lệch so với lưới lại Thêm vào đó, nhìn vào đồ thị lưu tuyến dòng chảy thứ cấp (hình 4.2), ta nhận thấy lưới M3 M4 mô tả rõ ràng dòng chảy thứ cấp Mà lưới M3 cho ta độ phân giải tốt lưới M2 M4, thời gian chạy chương trình cho lưới M4 nhiều thời gian lưới M3 Do vậy, để tiết kiệm thời gian ta chọn lưới M3 để khảo sát bảo đảm độ xác 38  Trường hợp 2: Ta khảo sát cho mô hình nhiễu loạn k_epsilon, Shear Stress Transport (SST), BSL Reynolds Stress (BSL), SSG Reynolds Stress (SSG) có lưới M3 số Reynolds 60000 0.9 0.8 0.7 Vận tốc w (m/s) 0.6 0.5 0.4 k_epsilon 0.3 SSG SST 0.2 BSL 0.1 0 0.0005 0.001 0.0015 0.002 0.0025 0.003 0.0035 0.004 Chiều dài L (m) Hình 4.3 Đồ thị biểu diễn biến đổi vận tốc w theo chiều dài L ứng với trường hợp 39 Hình 4.4 Đồ thị lưu tuyến dòng chảy thứ cấp theo mô hình nhiễu loạn Phân tích nhận xét: Trong mô hình nhiễu loạn k_epsilon, BSL, SST, SSG ta thấy đường biểu diễn vận tốc w theo chiều dài L (hình 4.3) mô hình nhiễu loạn BSL xấp xỉ Mặc dù số liệu thực nghiệm để so sánh, nhìn vào đồ thị lưu tuyến (hình 4.4), ta thấy mô hình SST k-ε khả mô tả dự đoán dòng chảy thứ cấp, mô hình SSG BSL mô tả tốt rõ ràng hình ảnh dòng chảy thứ cấp Tuy nhiên ta chọn mô hình BSL để tính toán cho trường hợp so với mô hình SSG, đánh giá tốt 40  Trường hợp 3: Ta khảo sát cho số Reynolds 30000, 60000, 90000, 120000, 150000, 180000, 428000 có lưới M3 mô hình nhiễu loạn BSL Reynolds Stress Reynolds 30000 Reynolds 60000 Reynolds 90000 Vận tốc w (m/s) Reynolds 120000 Reynolds 150000 Reynolds 180000 Reynolds 428000 0 0.0005 0.001 0.0015 0.002 0.0025 0.003 0.0035 0.004 Chiều dài L (m) Hình 4.5 Đồ thị biểu diễn biến đổi vận tốc w theo chiều dài L ứng với trường hợp Phân tích nhận xét: Đối với số Reynolds khác cho ta đường biểu diễn vận tốc w theo chiều dài L (hình 4.5) khác Ứng với số Reynolds lớn vận tốc lớn 41  Tổng kết ba trường hợp ta chọn lưới M3 mô hình nhiễu loạn BSL Reynolds Stress để khảo sát cho lưới đệm (spacer grid) hình 4.6 4.2 Kết khảo sát cho lƣới đệm Chúng sử dụng thông số chia lưới M3 khảo sát cho kênh tải nhiệt sở để thực việc chia lưới cho kênh tải nhiệt mở rộng có lưới đệm Chi tiết trình chia lưới cho lưới đệm không đề cập Chúng tiến hành khảo sát nhiều số Reynolds khác từ 30000 đến 180000 với nhiều mô hình khác nhau: k-ε, BSL Reynolds Stress SST Mục đích cuối tính toán hệ số cản trở dòng chảy lưới đệm giá trị số Reynolds khác so sánh với số liệu thực nghiệm để đánh giá tính phù hợp mô hình Để đạt điều này, tính độ sụt áp dòng chảy trước sau qua lưới đệm tính hệ số cản trở dựa vào công thức sau: = Trong 𝜌𝑣 (4.1) độ sụt áp, 𝜌 khối lượng riêng chất tải nhiệt, 𝑣 vận tốc đầu vào dòng chảy hệ số cản trở Hình 4.7 thể mô hình hóa kênh tải nhiệt có lưới đệm sử dụng khóa luận 42 Hình 4.6 Hình học lưới đệm (spacer grid) Hình 4.7 Mô hình hóa kênh tải nhiệt mở rộng có lưới đệm 43 4 Hình 4.8 Phân bố vận tốc dòng chảy dọc theo kênh tải nhiệt mở rộng Hình 4.8 thể phân bố vận tốc dòng chảy dọc theo kênh tải nhiệt mở rộng trước sau qua lưới đệm Ta nhận thấy ảnh hưởng lưới đệm lên dòng chảy rõ ràng Trước qua lưới đệm, phân bố vận tốc dòng chảy gần đồng Tuy nhiên qua lưới đệm, dòng chảy bị cản chia cắt, vận tốc dòng chảy bị giảm phân bố ổn định Sau qua lưới đệm, dòng chảy bắt đầu ổn định trở lại phân bố vận tốc trở nên đồng xa lưới đệm 44 Hình 4.9 thể đồ thị vận tốc dòng chảy dọc theo kênh tải nhiệt mở rộng đường kẻ L (màu đỏ) cắt ngang lưới đệm Ta quan sát ảnh hưởng lưới đệm lên dòng chảy trước sau qua lưới đệm 3.00 Phân bố vận tốc w dọc theo đƣờng thẳng L với cao độ khác Vận tốcw (m/s) 2.50 Line Line Line Line Line Line Line 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 0.00 -0.50 5.00 10.00 15.00 L (mm) Hình 4.9 Phân bố vận tốc dòng chảy đường thẳng L Cuối tính toán hệ số cản trở lưới đệm dựa vào công thức (4.1) Kết tính toán thể bảng 4.1 đồ thị hình 4.10 tương ứng 45 Bảng 4.1 Số liệu tính toán hệ số cản lưới đệm 30000 Số Reynolds 60000 90000 120000 150000 180000 BSL 36,698 127,833 275,731 475,856 723,305 1022,990 Độ sụt áp (Pa) Vận tốc vào (m/s) SST 38,315 130,748 278,336 485,511 744,748 1062,070 k-ε 32,122 121,727 266,050 463,951 714,426 1016,590 BSL 0,383 0,762 1,140 1,519 1,897 2,276 SST 0,383 0,762 1,140 1,519 1,897 2,275 k-ε 0,376 0,752 1,129 1,506 1,882 2,259 Khối lƣợng riêng (kg/m3) 720,631 BSL 0,694 0,611 0,588 0,572 0,558 0,548 SST 0,725 0,626 0,594 0,584 0,575 0,569 k-ε 0,631 0,597 0,579 0,568 0,560 0,553 Số liệu tham khảo [9] 0,626 0,594 0,571 0,553 0,55 0,541 Số liệu thực nghiệm [9] 0,77 0,65 0,59 0,57 0,55 0,54 BSL -10% -6% 0% 0% 1% 2% SST -6% -4% 1% 2% 4% 5% k-ε -18% -8% -2% 0% 2% 2% Hệ số cản Sai số 46 0.8 0.75 BSL SST 0.7 k-epsilon Thực nghiệm [9] Hệ số cản 0.65 Tham khảo [9] 0.6 0.55 0.5 0.45 0.4 50000 100000 Số Reynolds 150000 200000 Hình 4.10 Kết tính hệ số cản lưới đệm theo mô hình nhiễu loạn Chúng nhận thấy kết tính toán hệ số cản lưới đệm phù hợp tốt với số liệu thực nghiệm phạm vi sai số cho phép tốt so với kết tính toán mô hình k-ε tác giả khác Ở số Reynolds thấp 90000 mô hình SST cho kết tốt nhất, số Reynolds cao 120000 mô hình BSL cho kết tốt Điều phù hợp với lý thuyết mô hình SST khuyên dùng với số Reynolds thấp số Reynolds cao, mô hình BSL lựa chọn ưu tiên [10] 47 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trong phạm vi khóa luận này, tiến hành xây dựng hình học kênh tải nhiệt sở kênh tải nhiệt mở rộng bó nhiên liệu lò VVER-1000 cho việc tính toán phương pháp CFD, cụ thể sử dụng phần mềm thương mại ANSYS CFX phiên 15.0, công cụ mạnh sử dụng phổ biến lĩnh vực CFD Quá trình tính toán đòi hỏi đầu tư công phu từ khâu chuẩn bị liệu hình học đầu vào vẽ hình, chia lưới (ANSYS ICEM) đến khâu nhập thông số ban đầu thiết lập giải (ANSYS CFX-Pre), quan sát trình giải (ANSYS CFX-Solver), cuối trực quan hóa xử lý số liệu tính toán (ANSYS CFX-Post) Một số kết rút từ khóa luận: Trong loại lưới M1, M2, M3, M4 với độ phân giải từ thấp đến cao, nhận thấy lưới M3 phù hợp để tính toán nhằm tiết kiệm thời gian đảm bảo độ xác Trong phương pháp CFD, việc khảo sát độ nhạy tính toán theo độ phân giải lưới quan trọng, cần thực trước tiên để lưới phù hợp yêu cầu thời gian tính toán độ xác Trong mô hình nhiễu loạn BSL Reynolds Stress, SSG Reynolds Stress, SST k-ε, nhận thấy mô hình BSL phù hợp để tính toán cho dòng chảy có kéo theo xuất dòng chảy thứ cấp Kết khảo sát với kênh tải nhiệt mở rộng có lưới đệm bó nhiên liệu, nhận thấy ảnh hưởng rõ rệt lưới đệm lên dòng chảy, làm cho dòng chảy nhiễu loạn ổn định Kết tính toán hệ số cản lưới đệm cho kết phù hợp tốt với số liệu thực nghiệm Qua cho thấy phương pháp CFD nói chung phần mềm ANSYS CFX nói riêng dùng để khảo sát tượng thủy nhiệt lò phản ứng 48 Tuy nhiên hạn chế mặt cấu hình máy tính chưa đủ mạnh thời gian tính toán đòi hỏi lâu dài, chưa thể thực hết tính toán mong muốn Từ đây, đề nghị số hướng phát triển tiếp cho đề tài sau: Tính toán hệ số cản lưới đệm với lưới có độ phân giải cao để cải thiện độ xác kết Tính toán với mô hình chế độ biến đổi (transient) để kết đạt độ xác cao Tuy nhiên tính toán chế độ biến đổi, đòi hỏi phải sử dụng lưới có độ phân giải cao thời gian tính toán lớn, thông thường gấp 100 lần thời gian tính toán tương ứng chế độ ổn định Trong phạm vi khóa luận này, tính toán dừng lại chế độ ổn định Xây dựng mở rộng mô hình đầy đủ cho bó nhiên liệu lò VVER1000 Trong phạm vi khóa luận này, không xét đến trao đổi nhiệt nhiên liệu chất tải nhiệt Vì đề nghị khảo sát thêm trình trao đổi nhiệt để tìm hiểu thêm ảnh hưởng lưới đệm lên phân bố nhiệt độ chất tải nhiệt trước sau qua lưới đệm Ngoài sở lý thuyết phương pháp CFD mô hình trình bày khóa luận Những kết đạt khóa luận tham khảo để phát triển thêm cho khóa luận sau phương pháp CFD nói chung thủy nhiệt lò phản ứng nói riêng 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Nguyễn Việt Hùng, Nguyễn Trọng Giảng (2003), ANSYS mô số công nghiệp phần tử hữu hạn, Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội [2] John F Wendt (1996), Động lực học chất lỏng tính toán, Nguyễn Thọ Sáo dịch ( 2008), Hà Nội [3] Lữ Thế Đăng (2014), Khắc phục cố máy bơm tuần hoàn ngưng hoạt động cho lò WWER-1000 phần mềm mô WWER-1000, Khóa luận tốt nghiệp đại học, Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên, TP Hồ Chí Minh [4] Viện lượng nguyên tử Việt Nam – Trung tâm đào tạo hạt nhân (2012), Nhà máy điện hạt nhân sử dụng lò phản ứng WWER-1000, Hà Nội Tiếng Anh [5] Nuclear Energy Agency (2007), Best Practice Guidelines for the use of CFD in Nuclear Reactor Safety Applications, NEA/CSNI/R(2007)5 [6] J Tu, G H Yeoh, C Liu (2008), Computational Fluid Dynamics – A Practical Approach, Elsevier [7] S Toth, A Azsodi (2010), “CFD analysis of flow field in a triangular rod bundle”, Nuclear Engineering and Design 240, 352-363 [8] S Toth, A Azsodi (2010), “CFD study on coolant mixing in VVER-440 fuel rod bundles and fuel assembly heads”, Nuclear Engineering and Design 240, 21942205 [9] M Bukov, A Shishov, D Posysaev, O Kudryavtsev (2007), “Investigation of hydrodynamic characteristics of fuel rod bundle (TVS-2M) STAR-CD and ANSYS CFX codes”, AER Working Group, Rackeve, Hungary Website [10] VirginiaTech Advanced Research Computing: http://www.arc.vt.edu/ 50 [...]... tạo bó nhiên liệu của lò VVER- 1000 Lõi lò VVER- 1000 được cấu tạo bởi các bó nhiên liệu hình lục giác và được đặt ở các lưới hình lục giác cách nhau khoảng 236 mm Số lượng bó thanh nhiên liệu trong lõi lò phụ thuộc vào kích cỡ và công suất của lò Kích thước lớn nhất của bó thanh nhiên liệu được giới hạn bởi những yêu cầu về an toàn để giảm thiểu khả năng hình thành khối lượng tới hạn (của nhiên liệu) ,... nhất của bó thanh nhiên liệu được giới hạn bởi những lý do hiệu quả về chi phí Hình 3.1 dưới đây mô tả cho ta biết về hình dạng của lõi lò và các bó thanh nhiên liệu [3] 1 Thanh nhiên liệu 2 Các ống chứa thanh điều khiển 3 Ống chứa thiết bị đo trung tâm Hình 3.1 Hình dạng của lõi lò và các bó thanh nhiên liệu [3] Bó thanh nhiên liệu của lò VVER- 1000 là một cụm các thanh nhiên liệu phân bố đều Trong. .. 𝜌 Trong đó , , 𝜕 + 𝜕𝑥 𝜌 𝜕 𝜕𝑦 (1.6) lần lượt là nhiệt độ, độ dẫn nhiệt, nhiệt dung riêng của chất lỏng 1.3.2 Ý nghĩa vật lý của phƣơng trình bảo toàn năng lƣợng  Về vật lý, phương trình (1.6) xác định tỉ lệ thay đổi nhiệt độ của một phần tử chất lỏng khi nó đi qua một điểm có tính đến đạo hàm gia tốc và cũng là đạo hàm bình lưu  là độ dẫn nhiệt của chất lỏng, nó biểu hiện cho nhiệt độ của dòng chảy. .. gian tại một số điểm trong một dòng chảy nhiễu loạn [6]  Đối với dòng chảy nhiễu loạn, mà 𝑢 (tức là hiệu ứng quán tính chiếm ưu thế hơn hiệu ứng nhớt) → các dòng xoáy nước là lớn nhất  Đối với dòng chảy nhiễu loạn, mà 𝑢 (tức là hiệu ứng nhớt chiếm ưu thế hơn hiệu ứng quán tính) → các dòng xoáy nước là nhỏ nhất Việc di chuyển liên tục của năng lượng từ dòng xoáy nước lớn hơn đến dòng xoáy nước nhỏ hơn... sự bất đối xứng mạnh, chuyển động quay - Các dòng chảy có suất căng biến đổi đột ngột - Các dòng chảy có trường lực căng phức tạp, gây nên sự bất đối xứng của rối - Các dòng chảy có lưu tuyến bị uốn cong mạnh - Dòng chảy thứ cấp - Dòng chảy nổi Các mô hình Reynolds Stress tỏ ra vượt trội so với các mô hình xoáy-nhớt trong những trường hợp kể trên nhưng đổi lại các phương trình toán học trong các mô... thiết lập lưới  Part Mesh Setup (Thiết lập từng phần cho lưới) : thiết lập các thông số cho lưới Hình 2.8 Công cụ thiết lập từng phần cho lưới 21  Edit Mesh (Chỉnh sửa lưới) : dùng để sửa chửa bất kỳ vấn đề nào và cải thiện chất lượng lưới Hình 2.9 Công cụ chỉnh sửa lưới  Giới thiệu về lưới thể tích Lưới thể tích Lưới lăng trụ Mặt phẳng lưới Hình 2.10 Các công cụ tạo lưới 22 2.1.3 Các loại lƣới  Lưới. .. tính vật lý của hầu hết các dòng chảy chất lưu Tuy nhiên đối với các dòng chảy có sự vận chuyển của các rối và các hiệu ứng không cân bằng thì giả định xoáy-nhớt không còn đúng và cho kết quả không chính xác Ngược lại, các mô hình Reynolds Stress có xét đến sự biến đổi suất căng đột ngột, dòng chảy thứ cấp Mô hình Reynolds Stress có thể được sử dụng trong các trường hợp sau [10]: - Các dòng chảy không... phần tương ứng theo hướng 𝑥, 𝑦, 𝑧; 𝜌 là khối lượng riêng của chất lỏng Ngoài ra, chúng ta xem xét ví dụ về dòng chảy chất lỏng giữa hai tấm song song cố định trong hình 1.2 dưới đây 2 Hình 1.2 Bảo toàn khối lượng trong một thể tích kiểm soát vô cùng nhỏ của một dòng chảy chất lỏng giữa hai tấm song song cố định [6] Từ đó chúng ta xây dựng được phương trình liên tục hai chiều cho một dòng chảy không... [6]: Trong đó 𝜕𝑢 𝜕𝑢 𝜕𝑢 +𝑢 +𝑣 = 𝜕𝑡 𝜕𝑥 𝜕𝑦 1𝜕 𝜕 𝑢 𝜕 𝑢 + + 𝜌 𝜕𝑥 𝜕𝑥 𝜕𝑦 (1.4) 𝜕𝑣 𝜕𝑣 𝜕𝑣 +𝑢 +𝑣 = 𝜕𝑡 𝜕𝑥 𝜕𝑦 1𝜕 𝜕 𝑣 𝜕 𝑣 + + 𝜌 𝜕𝑦 𝜕𝑥 𝜕𝑦 (1.5) là độ nhớt của chất lỏng, với = 𝜌, là hệ số nhớt và là áp suất của chất lỏng  Ý nghĩa vật lý của phương trình bảo toàn động lượng: Xét sự chuyển động của chất lỏng trong một piston nén không khí bên trong xi lanh kín ở hình 1.3 dưới đây Hình 1.3 Sự chuyển động của chất. .. cho nhiệt độ của dòng chảy do sự truyền nhiệt 5 1.4 Các phƣơng trình bổ sung cho dòng chảy nhiễu loạn 1.4.1 Nhiễu loạn là gì? Nhiễu loạn gắn liền với sự tồn tại của những biến động ngẫu nhiên trong chất lỏng Hiện tượng này có thể được minh họa bằng một phép đo vận tốc điểm điển hình như một hàm của thời gian tại một số vị trí trong dòng chảy nhiễu loạn thể hiện trong hình 1.4 dưới đây Hình 1.4 Vận tốc ... CHO BÓ NHIÊN LIỆU CỦA LÒ VVER-1000 3.1 Cấu tạo bó nhiên liệu lò VVER-1000 Lõi lò VVER-1000 cấu tạo bó nhiên liệu hình lục giác đặt lưới hình lục giác cách khoảng 236 mm Số lượng bó nhiên liệu. .. Nga Việc tìm hiểu công nghệ VVER-1000 quan trọng cần thiết Trong khóa luận này, thực đề tài khảo sát ảnh hưởng lưới đệm lên dòng chảy chất tải nhiệt bó nhiên liệu lò VVER-1000 sử dụng phần mềm... lõi lò bó nhiên liệu [3] Thanh nhiên liệu Các ống chứa điều khiển Ống chứa thiết bị đo trung tâm Hình 3.1 Hình dạng lõi lò bó nhiên liệu [3] Bó nhiên liệu lò VVER-1000 cụm nhiên liệu phân bố Trong