- Mode 11: ngưng tụ khi tỷ lệ pha hơi bằng
2.Mô hình truyền nhiệt bề mặt
Mô hình truyền nhiệt từ thanh nhiên liệu tới chất tải nhiệt với đường cong sối được định nghĩa với 5 miền truyền nhiệt: Đối lưu cưỡng bức một pha lỏng, sôi bọt khí dưới bão hòa, sôi bọt khí bão hòa, sôi chuyển tiếp và sôi màng (sôi sau khi xảy ra CHF), đối lưu cưỡng bức một pha hơi (hình 6).
Mỗi miền truyền nhiệt thì thông lượng nhiệt từ bề mặt vỏ thanh nhiên liệu được xác định:
Tw là nhiệt độ bề mặt và Tb là nhiệt độ của khối chất lỏng. Mô hình truyền nhiệt được cung cấp bởi hệ số H hoặc thông lượng nhiệt q’’ theo các tương quan khác nhau.
Miền truyền nhiệt cho mỗi thanh nhiên liệu và mỗi khoảng dọc trục được xác định theo các điều kiện cục bộ của chất lưu và nhiệt độ bề mặt thanh nhiên liệu.
Mặc dù có nhiều tương quan tính toán hệ số truyền nhiệt cho mỗi miền truyền nhiệt, nhưng trong chương trình COBRA-EN chỉ có các tương quan như sau:
- Tương quan Dittus-Boelter trong dạng chuẩn hoặc dạng người sử dụng có thể thay đổi các hệ số.
- Tương quan Thom, Jens-Lottes và Rohsenow cho sôi bọt khí dưới bão hòa - Tương quan Thom và Rohsenow cho sôi bọt khí bão hòa
- BAW-2, W-3, EPRI, Macbeth (12 hệ số), Macbeth (6 hệ số), Biasi và hiệu chỉnh Barnett cho CHF
- Các tương quan hiệu chỉnh Condie-Bengtson, nội suy Berenson và McDonough-Milich-King cho sôi chuyển tiếp
- Groeneveld, Berenson và Dougall-Rohsenow cho sôi màng Các đường cong trong hình 2 với các điều kiện dòng như sau: - Lưu lượng khối: 3323 kg/m2
/s
- Đường kính thủy lực tương đương: 0.0131 m - Áp suất: 14.9 MPa
- Enthalpy của chất lưu: 1.5915 MJ/kg - Enthalpy chất lưu tại lối vào: 1.2994 MJ/kg - Thông lượng nhiệt cục bộ: 1.047 MW/m2 - Nhiệt độ thông lượng nhiệt tới hạn: 620.21 K - Thông lượng nhiệt tới hạn: 1.5302 MW/m2 - Nhiệt độ bão hòa: 615.49 K
- Enthalpy chất lỏng bão hòa: 1.6063 MJ/kg - Enthalpy hơi bão hòa: 2.6159 MJ/kg - Enthalpy hóa hơi: 1.0096 MJ/kg
Đối lƣu cƣỡng bức một pha:
Tương quan Dittus-Boelter cho truyền nhiệt đối lưu cưỡng bức một pha trong điều kiện dòng rối là:
Trong điều kiện dòng chảy tầng:
HL = 8.0 k/Dh tức là số Nu = 8.0 được giả thiết. Hệ số truyền nhiệt cực đại cho các tương quan dòng rối và dòng tầng:
HSPFC = max(HT, HL) Với,
k là hệ số dẫn nhiệt của chất lưu (W/m/K) Dh là đường kính thủy lực tương đương (m) Re là số Reynolds
Pr là số Prandtl
G là lưu lượng khối (kg/m2/s)
là hệ số nhớt (kg/s/m) CP là nhiệt dung riêng (J/kg/K)
Tất cả các tính chất trên được xác định tại nhiệt độ khối trong các điều kiện toàn bộ là chất lỏng hoặc hơi.