Моделирование сложных процессов тепломассообмена в элементах энергетического оборудования тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.14, доктор технических наук Яньков, Георгий Глебович

• Яньков, Георгий Глебович
• доктор технических наук
• 2009

Оглавление диссертации доктор технических наук Яньков, Георгий Глебович

СОДЕРЖАНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОСНОВЫ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОМАССООБМЕНА В ИССЛЕДУЕМЫХ КОНСТРУКЦИЯХ.

1.1. Уравнения сохранения массы, импульса и энергии для проницаемой пористой гетерогенной среды.

1.2. Модель турбулентного обмена в областях, свободных от твердой фазы (s = 1).

1.3. Пакет прикладных программ ANES.

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ В КРИОГЕННОМ ОБОРУДОВАНИИ В РЕЖИМАХ ЗАХОЛАЖИВАНИЯ.

2.1. Захолаживание сверхпроводящей магнитной системы (СПМС) погружного типа.

2.1.1. Краткий анализ предшествовавших исследований.

2.1.2 Постановка задачи и результаты исследований процессов в имитаторе СПМС.

2.1.3. Результаты исследования гидродинамических и температурных полей в предпроектных вариантах

СПМС МГДЭС-500.

2.2. Захолаживание гелиевых криостатов большой емкости.

2.2.1. Краткий анализ предшествовавших исследований.

2.2.2. Постановка задачи, математическая модель исследуемых процессов, тестирование программных средств.

2.2.3. Результаты исследования процессов в модельном криостате.

2.2.4. Исследование гидродинамических и температурных полей в гелиевых криостатах большой емкости.

2.3. Захолаживание криогенных топливных баков летательных аппаратов.

2.4. Выводы к главе 2.

ГЛАВА 3. НЕСТАЦИОНАРНЫЕ ПРОЦЕССЫ ТЕПЛОМАССООБМЕНА

В КРИОГЕННЫХ ТОПЛИВНЫХ БАКАХ В РЕЖИМАХ БЕЗДРЕНАЖНОГО ХРАНЕНИЯ ТОПЛИВА.

3.1. Описание методики и результаты расчета бездренажного хранения азота в модельном баке.

3.2. Результаты расчета процессов тепломассообмена при бездренажном хранении водорода.

3.3. Выводы к главе 3.

ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛООБМЕНА

В ФИЛЬТРАЦИОННОЙ ЗОНЕ РУДНО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕЧИ

ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРА.

4.1. Физическая постановка задачи.

4.2. Математическая постановка задачи.

4.3. Результаты расчетов процессов теплообмена.

4.4. Выводы к главе 4.

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОМАССООБМЕНА

В ЭЛЕМЕНТАХ ОБОРУДОВАНИЯ АЭС.

5.1. Моделирование процессов в ВТО системы аварийного расхолаживания РУ БН

5.1.1. Краткое описание конструкции и исследованных режимов работы ВТО.

5.1.2. Математическая модель ВТО.

5.1.3. Результаты расчетов процессов теплообмена.

5.2. Моделирование процессов в осушенной активной зоне ВВЭР-1000 на начальной стадии запроектной аварии.

5.2.1. Краткая характеристика компьютерных кодов для моделирования состояния активной зоны энергетических реакторов в аварийных условиях.

5.2.2. Общие сведения о коде ANCOR.

5.2.3. Модели макроуровня.

5.2.4. Математическая модель микроуровня (модель представительного твэла).

5.2.5. Результаты методических расчетов и тестирования деформационных моделей.

5.2.6. Результаты методических и тестовых расчетов процессов окисления оболочек твэлов.

5.2.7. Тестирование взаимосвязей моделей и программных средств микроуровня кода ANCOR.

5.2.8. Численное моделирование эксперимента CORA/W2.

5.2.9. Результаты численного моделирования физико-химических процессов в осушенной активной зоне ВВЭР-1000 в условиях запроектной аварии.

5.3 Выводы к главе 5.

ГЛАВА 6. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА В МЕТАЛЛОГИДРИДНЫХ СИСТЕМАХ АККУМУЛИРОВАНИЯ И

ОЧИСТКИ ВОДОРОДА.

6.1. Анализ экспериментальных и теоретических исследований процессов тепломассопереноса в водородопоглощающих средах.

6.1.1. Общие закономерности взаимодействия СНВ с водородом.

6.1.2. Кинетика взаимодействия СНВ с водородом.

6.1.3. Эффективная теплопроводность фаз.

6.1.4. Межфазный теплообмен «твердые частицы—газ».

6.1.5. Коэффициент проницаемости засыпки.

6.1.6. Расчетно-теоретические исследования процессов тепломассообмена в аккумуляторах водорода.

6.1.7. Влияние газовых примесей на процесс сорбции водорода.

Выводы.

6.2. Математическая модель процессов тепломассопереноса в металлогидридном картридже.

6.2.1. Основные уравнения математической модели.

6.2.2. Замыкающие соотношения математической модели.

6.3. Результаты расчетов процессов тепломассопереноса в металлогидридных системах аккумулирования и очистки водорода.

6.3.1. Результаты тестовых расчетов.

6.3.2. Результаты исследований процессов абсорбции в цилиндрическом металлогидридном реакторе ИВТ РАН.

6.3.3. Влияние неабсорбируемых газовых примесей на скорость сорбции.

6.3.4. Режим короткоцикловой абсорбции.

6.3.5. Исследование эффективности оребрения активного объема реактора.

6.3.6. Исследование процессов тепломассообмена в кожухотрубном реакторе ОИВТ РАН.

Выводы к главе 6.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Моделирование сложных процессов тепломассообмена в элементах энергетического оборудования»

Актуальность тематики. Теплоэнергетика, ядерная и нетрадиционная энергетика, авиационная и ракетно-космическая техника, химические и криогенные технологии — лишь некоторые области, в которых интенсивно и с успехом используются методы численного моделирования для анализа эффективности и безопасности разнообразных действующих и проектируемых технических устройств. Особое значение эти методы приобретают при проектировании новейших систем и устройств, не имеющих действующих аналогов. Часто уникальный характер оборудования и особенности многих важнейших процессов в эксплуатационных и аварийных режимах исключают какие-либо исследования на полномасштабных объектах или головных образцах. Попытки перенести на полномасштабные объекты результаты, полученные в лабораторных условиях, не всегда правомочны из-за нарушения условий подобия. В этих случаях численный эксперимент оказывается практически единственным инструментом исследований.

В диссертации представлены результаты исследований процессов тепломассообмена в перспективном энергетическом оборудовании, выполненных на стадии предпроектных проработок в целях оптимизации конструкций и режимов их работы, а также процессов тепломассообмена в действующем оборудовании с целью анализа его эффективности и безопасности.

На предпроектной стадии анализировались процессы захолаживания сверхпроводящей магнитной системы (СПМС) для МГДЭС-500, гелиевых криостатов большой емкости для системы криообеспечения ускорительно-накопительного комплекса (УНК), криогенных топливных баков летательных аппаратов, а также процессы тепломассообмена в криогенных топливных баках в режимах бездренажного хранения топлива, воздушном теплообменнике (ВТО) системы аварийного расхолаживания реакторной установки (РУ) БН-800, металлогидридных системах аккумулирования и очистки водорода.

Применительно к действующему оборудованию исследовались процессы в фильтрационной зоне рудно-термической печи для получения фосфора; активной зоне ВВЭР-1000 при запроектной аварии с осушением активной зоны.

Изучаемые в работе процессы имеют трехмерный характер вследствие сложной геометрической формы конструкций и наличия в ряде случаев разномасштабных внутренних элементов. Дополнительными факторами, действующими в совокупности или по отдельности и осложняющими численное моделирование процессов в перечисленном оборудовании, являются: турбулентность; переменность теплофизических свойств материалов и теплоносителей; нестационарный характер; воздействие массовых сил; фазовые и химические превращения с большими тепловыми эффектами; деформации отдельных элементов; значительная доля излучения в переносе энергии и др. По очевидным причинам эти обстоятельства не позволяют воспользоваться инженерными методами расчета для анализа протекающих процессов. Поэтому разработка и верификация математических моделей, поиск эффективных численных методов и алгоритмов, численный анализ процессов в конкретном оборудовании, оптимизация на основе полученных данных конструкций и режимов работы устройств, представляются актуальными.

Актуальность выполненной работы обусловлена также следующими обстоятельствами. Исследования процессов захолаживания СПМС и гелиевых криостатов системы криообеспечения УНК выполнялись совместно с ИВТ РАН и НПО «Криогенмаш» в 1984—1990 гг. в соответствии с Постановлениями директивных органов СССР. Тематика остальных исследований находится в русле приоритетных направлений развития науки, технологий и техники РФ (от 21.05.06) и Перечня критических технологий РФ (от 30.03.2002 и 21.05.2006) (разделы «Технологии водородной энергетики», «Технологии атомной энергетики», «Технологии создания новых поколений ракетно-космической, авиационной и морской техники», «Энергосберегающие технологии»). Эти работы были поддержаны: Российским фондом фундаментальных исследований (проекты 96-02-18992-а; 98-02-17566-а; 02-026

17545-а; 03-02-39002 ГФЕН-а; 05-02-08326-0фи-а; 06-08-01330-а; 06-08-01614-а; 07-08-00282-а), грантом INTAS (проект 93-1306). Министерством образования РФ (проекты: 94-5.5-35; 02.01.42; 02.01.038; 02.01.045 в 1994— 2003 гг.), Министерством обороны РФ (проект: без кода (2002 г.); 03.01.007), Роснаукой (ГК 01.003.11.2934, 2004; ЭЭ.22.2/001; 2007-6-1.6-10-02-06).

Цели исследования

1. Разработать и верифицировать математические модели, описывающие нестационарный перенос массы, импульса и энергии при течении теплоносителей в конструкциях сложной геометрической формы, содержащих разномасштабные внутренние элементы, в условиях влияния массовых сил, химических и фазовых превращений, переменности физических свойств и других осложняющих факторов.

2. Разработать эффективные численные методы и алгоритмы, позволяющие получать решения для сформулированной математической модели на доступных средствах вычислительной техники.

3. Численно исследовать процессы тепломассообмена в разнообразных элементах перспективного и действующего энергетического оборудования.

4. На основе полученных данных проанализировать эффективность предлагаемых конструкторских решений и технологий, выработать рекомендации по оптимизации конструкций и технологических режимов эксплуатации.

5. Подготовить и передать прикладное программное обеспечение, реализующее разработанные математические модели, в научные и научно-производственные центры, выполняющие роль головных организаций по проектированию СПМС и систем криообеспечения СГТМС, УПК, а также летательных аппаратов на криогенном топливе.

Научная новизна работы

1. Разработано семейство замкнутых математических моделей проницаемой пористой гетерогенной среды для описания нестационарных процессов сложного тепломассообмена в разнообразных элементах энергетического оборудования.

2. Разработаны эффективные алгоритмы и вычислительные приемы, позволяющие получить данные о полях искомых переменных в конструкциях сложной геометрической формы. Для конструкций (активная зона ВВЭР-1000, ВТО РУ БН-800, металлогидридные реакторы), содержащих внутри мелкомасштабные элементы, в которых имеют место определяюще важные процессы, предложен и реализован метод двухуровневого моделирования.

3. Впервые получены расчетные данные о 2- и 3-мерных гидродинамических и тепловых полях: в захолаживаемых газообразным криоагентом СПМС погружного типа для МГДЭС-500; гелиевых криостатах системы криообеспечения УНК; криогенных топливных баках летательных аппаратов (JIA); криогенных баках JIA в режимах бездренажного хранения топлива; фильтрационной зоне рудно-термической печи для получения фосфора; ВТО аварийного расхолаживания РУ БН-800; активной зоне (A3) ВВЭР-1000 при запроектной аварии с осушением A3; конструктивно различных металлогид-ридных реакторах с учетом загрязнения поступающего водорода примесями.

4. На основе полученных данных проанализированы эффективность предлагаемых конструкторских решений и технологий, влияние различных факторов на механизмы протекающих процессов. В ряде случаев дано объяснение некоторым наблюдаемым в экспериментах особенностям температурных полей в конструкциях. Разработаны рекомендации, направленные на повышение эффективности оборудования.

Практическая ценность работы состоит главным образом в том, что получены необходимые инженерам и проектировщикам данные о тепловых состояниях элементов разнообразного энергетического оборудования в различных режимах эксплуатации, особенностях протекающих в устройствах процессов гидродинамики и тепломассообмена. В ряде случаев разработаны рекомендации по оптимизации конструкторских решений и технологических режимов эксплуатации оборудования, в частности:

1. Для нескольких предпроектных вариантов СПМС погружного типа даны рекомендации по изменению гидравлических характеристик конструкции из-за обнаружения зон с низкой газопроницаемостью, которые обусловили недопустимые неоднородности температурных полей в конструкции в режимах захолаживания.

2. Показано, что при захолаживании вынужденным потоком газа вертикальных гелиевых криостатов из-за сильного влияния архимедовых сил основной расход газа сосредоточен у захолаживаемых стенок, следовательно нет необходимости оснащать криостаты какими-либо дополнительными внутренними элементами, направляющими поток криоагента к стенкам (рубашками, дефлекторами и пр.). Даны рекомендации по регламенту захолаживания.

3. Обнаружено, что при использовании в рудно-термических печах для получения фосфора сырья из новых месторождений (до распада СССР сырье поставлялось из Казахской ССР) изменение гранулометрического состава шихты приводит к росту температуры на колошнике на 45—50 К вследствие уменьшения на 5—6 % количества тепла, переданного шихте восходящими потоками реакционного газа. Показано также, что слои шихты, расположенные под течкой, плохо прогреваются и попадают в расплав при температуре на 100—150 К ниже, чем температура шихты у поверхности расплава вблизи электрода и стенки печи. Этот эффект непосредственно связан с производительностью и энергозатратами рудно-термических печей.

4. Для предпроектного варианта ВТО системы аварийного расхолаживания РУ БН-800 показано, что в режимах готовности к расхолаживанию наиболее активно охлаждается внешний ряд трубного пучка, который и является наиболее опасным из-за возможного затвердевания жидкометаллическо-го теплоносителя. При этом температура натрия на выходе из труб внешнего ряда может быть ниже средней температуры в выходном коллекторе на 30 К.

5. Показано, что при осушении A3 ВВЭР-1000 и остаточном тепловыделении 6 % номинального активное плавление оболочек твэлов начинается спустя 500 с с момента осушения.

6. Для металлогидридных реакторов различной конструкции изучены основные факторы, определяющие динамику сорбции водорода. Впервые исследована динамика сорбции загрязненного водорода, в том числе при использовании технологии короткоцикловой абсорбции. Представлены данные о влиянии параметров оребрения активного объема металлогидридного реактора на интенсификацию сорбции водорода. Даны рекомендации по оптимизации конструкций и режимов работы металлогидридных реакторов.

Программные средства, разработанные для анализа процессов захола-живания различных устройств, переданы в научные и научно-производственные организации, выполнявшие роль головных организаций по проектам криообеспечения МГДЭС-500, УНК, топливных баков ДА.

Внедрение. Результаты работ использованы в ОИВТ РАН (Москва), НПО «Криогенмаш» (г. Балашиха), ЦНИИСМ (г. Хотьково), АО НИИГИПРОХИМ (С.-Петербург), АНТК им. А.Н. Туполева (Москва), РИД КИ (Москва), ГИАП (Москва), ЭНИЦ (г. Электрогорск), Корейском институте энергетических исследований (Ю. Корея).

Разработанные математическое модели реализованы в среде пакета прикладных программ ANES и могут быть использованы в будущем для анализа процессов в разнообразном энергетическом оборудовании нового поколения.

Достоверность полученных результатов обеспечивается: детальным анализом исходных теоретических положений и имеющихся экспериментальных данных; использованием математических моделей, основанных на общих законах сохранения массы, импульса и энергии и наиболее достоверных эмпирических и полуэмпирических замыкающих соотношениях; тестовыми и методическими расчетами, в которых варьировались вычислительные приемы, сеточные и итерационные параметры; соответствием результатов автора имеющимся экспериментальным данным и численным решениям других авторов; многолетней и широкомасштабной верификацией пакета прикладных программ ANES, в среде которого разрабатывалось прикладное программное обеспечение для задач, представленных в диссертации.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были доложены и обсуждены на IV Всесоюзной конференции «Криогеника-87» (г. Балашиха, 1987 г.); International Forum on Mathematical Modeling and Numerical Simulation in Power Systems (Sarajevo, Yugoslavia, 1989 г.); Минских международных форумах по тепломассообмену (1988, 1992, 2000 гг.); Всесоюзных семинарах «Динамика теплофизических процессов в элементах энергетических аппаратов» (г. Челябинск, 1989 г.), «Теплообмен и теплофи-зические свойства пористых материалов» (Новосибирск, 1991 г.); Российских национальных конференциях по теплообмену (Москва, 1994, 1998, 2002, 2006 гг.); V научно-технической конференции «Применение криогенных то-плив в перспективных летательных аппаратах» (Москва, 2000 г.); XIII—XVII World Hydrogen Energy Conferences (2000—2008 гг.); отчетных конференциях по подпрограмме «Топливо и энергетика» научно-технической программы «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» (Москва, МИФИ, 2001, 2002 гг.); подсекции «Численное моделирование процессов тепломассообмена» Научного совета АН СССР по теплофизике и теплоэнергетике, Москва (1986, 1990 гг.); семинаре ЭНИЦ (г. Электрогорск, 1998); секции «Тепломассообмен» Научного совета РАН по теплофизике и теплоэнергетике (2003 г.), международных симпозиумах по водородной энергетике (Москва, 2005, 2007 гг.), международных форумах по водородным технологиям (Москва, 2006, 2008 гг.), семинарах кафедры инженерной теплофизики МЭИ (ТУ) и отдела теплообмена ИВТ РАН, школах-семинарах под руководством академика РАН А.И. Леонтьева (2001, 2003, 2005, 2007 гг.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 47 печатных трудов. Докладов на международных и всероссийских конференциях (форумах, симпозиумах, семинарах) — 31.

Автор защищает: разработанное семейство математических моделей для анализа процессов гидродинамики и тепломассообмена в перспективном и действующем энергетическом оборудовании; численную методику двух

11 уровневого моделирования для анализа устройств сложной геометрической формы, содержащих внутри мелкомасштабные элементы, в которых имеют место определяюще важные процессы тепломассообмена; результаты численного моделирования и анализа особенностей важнейших процессов в рассмотренных элементах энергоустановок; рекомендации по оптимизации конструкторских решений и технологических режимов работы для исследованных элементов энергетического оборудования.

Личный вклад автора. Все результаты, представленные в работе, получены под руководством и при непосредственном участии автора. Автору принадлежат: постановка задач исследования; разработка семейства замкнутых математических моделей; разработка вычислительных методик, включая методику двухуровневого моделирования; постановка тестовых и методических расчетов; анализ полученных результатов; объяснение наблюдаемых особенностей; выработка рекомендаций по оптимизации конструкций и технологических режимов эксплуатации оборудования. Автором лично выполнена часть расчетов и написаны некоторые фрагменты прикладного программного обеспечения. Однако большая часть расчетов выполнена совместно с соискателями и аспирантами автора.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения и 4-х приложений. Общий объем диссертации 399 стр., в том числе 196 рисунков и 20 таблиц, расположенных по тексту, а также список литературы, включающий 253 наименования.

Заключение диссертации по теме «Теплофизика и теоретическая теплотехника», Яньков, Георгий Глебович

Выводы к главе 6

1. Проведен анализ опубликованных экспериментальных и расчетно-теоретических работ, посвященных исследованиям процессов тепломассопе-реноса в металлогидридных пористых водородпоглощающих средах и определению их теплофизических свойств. Отмечено, что тепловое состояние ме-таллогидридной засыпки в эксплуатационных режимах оказывает определяющее влияние на динамику процессов сорбции/десорбции водорода. При этом организации эффективного теплопереноса препятствует низкая эффективная теплопроводность аккумулирующей мелкодисперсной среды, которая определяется высоким контактным термическим сопротивлением между частицами засыпки, влиянием эффекта Кнудсена на теплопроводность газовой фазы, наличием газовых примесей с низкой теплопроводностью. Отмечено также, что к моменту начала исследований по теме диссертации расчетно-теоретические работы, в которых моделировалась бы сорбция водорода, загрязненного примесями, отсутствовали.

2. Разработана трехмерная математическая модель нестационарных процессов тепломассопереноса в пористых водородопоглощающих средах, позволяющая учесть наличие «пассивных» газовых примесей в исходном газе (технически чистом водороде). Предложена методика расчета эффективного коэффициента теплопроводности засыпки СНВ, учитывающая состав газовой фазы, реальное распределение пор засыпки по размерам и наличие температурного скачка на межфазной поверхности. Для случая отсутствия данных о распределении частиц твердой фазы по размерам рекомендована модифицированная методика расчета эффективного коэффициента теплопроводности засыпки, основанная на данных о среднем размере частиц СНВ.

3. Проанализированы и выбраны соотношения для расчета межфазной теплоотдачи, проницаемости пористой среды, кинетики реакции сорбции/десорбции, необходимые для замыкания математической модели.

4. Выполнена серия тестовых и методических расчетов процессов сорбции чистого водорода и водорода, загрязненного газовыми примесями.

349

Впервые получены трехмерные нестационарные поля температуры и концентрации водорода в газовой и твердой фазах, скорости газа, давления в газовой фазе. Полученные результаты позволили проанализировать процессы тепломассообмена в реакторе и указать основные факторы, оказывающие основное влияние на скорость сорбции.

5. Проведено сравнение расчетных данных, полученных применительно к цилиндрическому металлогидридному реактору, с результатами экспериментальных исследований ОИВТ РАН. Отмечено некоторое рассогласование данных по температурным полям в реакторе, причина которых в настоящее время не выяснена. Возможными причинами указанного рассогласования могут быть недостаточно точные модели кинетики при относительно больших концентрациях поглощенного водорода (X > 0,7Хтах), а также погрешность экспериментальных данных.

6. Показано, что при определенных условиях в свободном объеме реактора развивается интенсивное трехмерное движение газа, обусловленное градиентом концентрации компонент газовой смеси. Продемонстрировано существенное влияние концентрационной конвекции на процессы, протекающие в реакторах со свободным объемом.

7. Впервые представлены результаты численного моделирования ко-роткоциклового режима сорбции водорода из газовой смеси. Показано, что периодическая продувка реактора позволяет в значительной степени повысить скорость сорбции водорода.

8. Проанализировано влияние внутреннего оребрения активного объема реактора на динамику сорбции. На основании полученных результатов даны рекомендации по параметрам оребрения. Отмечены основные недостатки подобного подхода к интенсификации теплопереноса в металлогид-ридных реакторах.

9. Применительно к реакторам сложной конструкции разработана трехмерная двухуровневая математическая модель нестационарных процессов тепломассопереноса. С использованием этой модели проведены расчеты

350 процессов сорбции водорода для кожухотрубного реактора, разработанного в ОИВТ РАН. Получены трехмерные нестационарные поля температуры и концентрации водорода в газовой и твердой фазах, скоростей, давления в газовой фазе. Разработаны рекомендации по оптимизации конструкции и исследовано влияние режимных параметров на динамику сорбции кожухотрубного реактора.

10. Разработанные математическая модель и программное обеспечение могут быть использованы для моделирования и анализа процессов сорбции и десорбции водорода в различных металлогидридных устройствах, оценки эффективности и оптимизации их конструкции и режимов работы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработано и верифицировано семейство замкнутых математических моделей пористых проницаемых сред в приближении взаимопроникающих континуумов для анализа процессов тепломассообмена в конструкциях сложной геометрической формы, содержащих разномасштабные внутренние элементы, в условиях влияния массовых сил, химических и фазовых превращений, переноса тепла излучением, переменности физических свойств и при других осложняющих факторах.

2. Для сложных конструкций, содержащих внутри мелкомасштабные элементы, в которых имеют место определяюще важные процессы (A3 ВВЭР-1000, ВТО РУ БН-800, металлогидридные реакторы), предложен и реализован метод двухуровнего моделирования.

3. Впервые численно исследованы гидродинамические и тепловые поля в нескольких предпроектных вариантах конструкции СПМС погружного типа для МГДЭС-500 в режимах захолаживания. На основании полученных результатов дан ряд рекомендаций по изменению гидравлических свойств конструкции в целях уменьшения температурной неоднородности по угловой координате. Предложен и численно исследован прием захолаживания с использованием эжектора.

4. Выполнен анализ гидродинамических и тепловых полей при захо-лаживании гелиевых криостатов для УНК. Выбраны наиболее эффективная схема подачи криоагента и регламент захолаживания, определено его характерное время. Дано объяснение некоторым наблюдаемым в экспериментах особенностям температурных полей в конструкции. Показано, что под действием термогравитационных сил основной расход криоагента сосредоточен у стенок криостата, что позволяет отказаться от оборудования криостата дополнительными элементами, направляющими струю криоагента к стенкам.

5. Для криогенных топливных баков JLA выполнены исследования их захолаживания газообразным водородом и режима бездренажного хранения жидкого водорода в баке. Впервые получены данные о гидродинамических и тепловых полях, реализующихся в указанных режимах. Получены основные характеристики исследованных процессов.

6. Впервые в двухмерной постановке проанализированы процессы в фильтрационной зоне рудно-термической печи с учетом сопряженности температурных полей в электроде, корпусе, движущейся шихте и реакционном газе. Показано, что изменение гранулометрического состава шихты и ее газопроницаемость заметным образом сказываются на производительности печи.

7. Для проектируемого ВТО системы аварийного расхолаживания РУ БН-800 выполнены двух- и трехмерные расчеты теплового состояния ВТО и температуры жидкометаллического теплоносителя в различных рядах трубного пучка в режимах готовности к расхолаживанию. Показано, что температура натрия во внешних трубах пучка может отличаться от средней температуры натрия в пучке на 40°С. По этой причине внешний ряд трубного пучка является наиболее опасным вследствие возможного затвердевания теплоносителя.

8. Разработан пакет прикладных программ ANCOR для анализа двухмерных процессов в A3 ВВЭР-1 ООО в условиях запроектной аварии с охлаждением A3 однофазным теплоносителем. Двухуровневая математическая модель тщательно верифицировалась на доступных расчетных и экспериментальных данных, включающих в себя данные международного эксперимента CORA/W2. Показано, что результаты расчетов, выполненных с помощью кода ANCOR, хорошо согласуются с данными эксперимента CORA/W2 и по точности не уступают аналогичным расчетам, выполненным с помощью лучших зарубежных кодов SCDAP/RELAP, MELCOR, ICARE и др.

9. С помощью кода ANCOR впервые выполнено двухмерное численное моделирование процессов в A3 ВВЭР-1000 на начальной стадии запроектной аварии, характеризующейся мгновенным падением давления в корпусе, охлаждением A3 водяным паром и отказом всех систем аварийного охлаждения. Рассмотрены две разновидности сценария аварии: с наличием жидкости на дне корпуса реактора и при отсутствии жидкой фазы внутри корпуса. Получены двухмерные картины полей основных физических характеристик в реакторе: скоростей и температур теплоносителя, концентраций водорода и пара, температур и деформаций оболочек твэлов.

10. Для металлогидридных реакторов различных типоразмеров выполнены численные исследования процессов сорбции/десорбции водорода. Впервые на основе трехмерного моделирования получены данные о сорбции водорода из смеси газов и влиянии концентрационной конвекции на динамику сорбции. Проанализированы различные способы интенсификации процессов сорбции/десорбции водорода (оребрение активного объема, короткоцик-ловая абсорбция, использование пучка металлогидридных картриджей, охлаждаемых/нагреваемых внешним и внутренним теплоносителем и др.). Сформулированы рекомендации по улучшению динамики сорбции.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Яньков, Георгий Глебович, 2009 год

1. Cheng P. Heat Transfer in Geothermal Systems / Advances in Heat Transfer. 1979. Vol. 14. P. 8.

2. Развитие исследований по теории фильтрации в СССР (1917-1967) / Под. ред. П.Я. Полубариновой-Кочиной. — М.: Наука, 1969.

3. Коллинз Р. Течение жидкостей через пористые материалы. — М.: Мир, 1964.

4. Лейбензон JI.C. Движение природных жидкостей и газов в пористой среде. M.-JL: ОГИЗ-Гостехиздат, 1947.

5. Баренблатт Г.Н., Ентов, В.М., Рыжик В.М. Теория нестационарной фильтрации жидкости и газа. — М.: Недра, 1972.

6. Поташев К.А. Модели и задачи теории фильтрации в слабых грунтах. Автореф. дис. . канд. физ.-мат. наук. Казань, 2007.

7. Каганер М.Г. Тепломассообмен в низкотемпературных теплоизоляционных конструкциях. — М.: Энергия, 1979.

8. Решение задач реакторной теплофизики на ЭВМ / В.И. Субботин, В.М. Кащеев, Е.В. Номофилов, Ю.С. Юрьев. — М.: Атомиздат, 1979.

9. Поляев В.М., Майоров В.А., Васильев JI.B. Гидродинамика и теплообмен в пористых элементах летательных аппаратов. — М.: Машиностроение, 1988.

10. Лыков А.В. Тепломассообмен: Справочник. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергия, 1978.

11. Нигматулин Р.И. Основы механики гетерогенных сред. — М.: Наука, 1978.

12. Favre A. Problems of Hydrodynamics and Continuum Mechanics. SIAM. 1969.

13. Лапин Ю.В. Турбулентный пограничный слой в сверхзвуковых потоках газа. —М.: Наука, 1982.

14. Wilke C.R. Diffiisional properties of multicomponent gases // Chem. Eng. Progr. 1950. Vol. 46. No. 2. P. 95.

15. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости: Пер. с англ. — М.: Энергоатомиздат, 1984.

16. Лондер. О расчете конвективного теплообмена в сложных турбулентных течениях // Современное машиностроение. Сер. А. 1989. №9. С. 69.

17. Jayatilleke C.L.V. The Influence of Prandtl Number and Surface Roughness on the Laminar Sublayer to Momentum and Heat Transfer // Prog. Heat Mass Transfer. 1969. Vol. 1. P. 193.

18. Бон, Хофман, Такахаси, Лондер. Местный теплообмен за резким расширением круглого канала при постоянной плотности теплового потока на стенке // Теплопередача. 1984. № 4. С. 91.

19. Пейтл В.К., Роди В., Шойерер Г. Модели турбулентности для течений в пристеночной области с малыми числами Рейнольдса: обзор // Аэрокосмическая техника. Тем. выпуск: Численные методы аэродинамики. 1986. № 2. С. 183.

20. Гибсон, Лондер. О расчете свободных горизонтальных турбулентных течений со сдвигом в условиях влияния естественной конвекции // Теплопередача. 1976. № 1. С. 86.

21. Iacovides Н. and Launder В.Е. ASM Predictions of Turbulent Momentum and Heat Transfer in Coils and U-Bends // Proc. 4th Int. Conf. on Numerical Methods in Laminar and Turbulent Flow, C. 1985. Vol.2. P. 1023.

22. Методы расчета турбулентных течений: пер. с англ. — М.: Мир, 1984.

23. Cotton М.С. and Jackson J.D. Calculation of Turbulent Mixed Convection Using a Low-Reynolds-Number k-e Model // 6th Turbulent Shear Flows Symp. Toulouse. 1987. Paper No. 9-6.

24. Cotton M.C. and Jackson J.D. Comparison Between Theory and Experiment for Turbulent Flow of Air in a Vertical Tube With Interaction Between Free and Forced Convection // Mixed Convection Heat Transfer. 1987. ASME HTD. Vol. 84. P. 43.

25. Jones W.P. and Launder B.E. The Calculation of Low-Reynolds-Number Phenomena With a Two-Equation Model of Turbulence // Int. J. Heat Mass Transfer. 1973. Vol. 16. P. 1119.

26. Jones W.P. and Launder B.E. The Prediction of Laminarization With a Two-Equation Model of Turbulence // Int. J. Heat Mass Transfer. 1972. Vol. 15. P. 301.

27. Betts P.L. and Dafa'Alla A.A. Turbulent Buoyant Air Flow in a Tall Rectangular Cavity Flows. Significant Questions in Buoyancy Affected Enclosure or Cavity Flows. 1986. ASME HTD. Vol. 60. P. 83.

28. Launder B.E. and Sharma B.I. Application of the Energy-Dissipation Model of Turbulence to the Calculation of Flow Near a Spinning Disc // Letters in Heat and Mass Transfer. 1974. Vol. 1. P. 131.

29. Spalart P.R., Allmares S.R. A one-equation turbulence model for aerodynamic flows // AIAA Paper. 1992. №92-0439.357

30. Yakhot V., Orszag S.A. Renormalization group analysis of turbulence: 1. Basic theory // J. Scientific Computing. 1986. Vol. 1. No. 1. P. 1.

31. Menter F.R. Zonal two equation k-co turbulence models for aerodynamic flows // AIAA Paper. 1993. №93-2906.л

32. Durbin P.A. Separated flow computations with the k-e-u model // AIAA J. 1995. Vol. 33. No. 4. P. 659.

33. Shih T.-H., Liou W.W., Shabbir A., Yang Z., Zhu J. A new k-e eddy-viscosity model for high Reynolds number turbulent flows — model development and validation // Computers Fluids. 1995. Vol. 24. No. 3. P. 227.

34. Wilcox D.C. Turbulence modeling for CFD. La Canada, California: DCW Industries, Inc., 1998.

35. Попов B.H., Беляев B.M., Валуева Е.П. Расчет теплоотдачи и сопротивления при турбулентном течении в круглой трубе жидкости с различными типами зависимости физических свойств от температуры // Теплофизика высоких температур. 1977. Т. 15. № 6. С. 1220.

36. Попов В.Н. Влияние свободной конвекции на турбулентный перенос при течении жидкости в горизонтальном канале // Теплофизикавысоких температур. 1983. Т. 21. № 2. С. 281.358

37. Попов В.Н. Влияние свободной конвекции на турбулентный перенос при течении жидкости в вертикальном канале // Теплофизика высоких температур. 1983. Т. 21. № 3. С. 515.

38. Попов В.Н. Влияние свободной конвекции на турбулентный перенос при течении жидкости на наклонной поверхности // Теплофизика высоких температур. 1984. Т. 22. № 2. С. 315.

39. Попов В.Н., Яньков Г.Г. Свободная турбулентная конвекция двуокиси углерода сверхкритических параметров состояния у нагретой вертикальной пластины. В кн.: Тепломассобмен-VII. Минск: ИТМО АН БССР. 1984. Т. 1.4.2. С. 143.

40. Попов В.Н., Яньков Г.Г. Турбулентная свободная конвекция гелия сверхкритических параметров состояния // Теплоэнергетика. 1985. № 3. С. 30.

41. Попов В.Н., Яньков Г.Г. Свободная турбулентная конвекция около вертикальной пластины // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1985. №3. С. 122.

42. Попов В.Н., Яньков Г.Г. Теплоотдача и профили температуры в свободноконвективном пограничном слое // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1985. № 5. С. 137.

43. Яньков Г.Г., Попов В.Н. Пульсации скорости и температуры, турбулентные напряжения и потоки тепла в свободноконвективном пограничном слое // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1989. № 1. С. 131.

44. Система автоматизации численного эксперимента ANES: Идеология и архитектура / В.И. Артемов, А.Г. Муров, В.К. Шиков, Г.Г. Яньков // Препринт № 8-247. — М.: ИВТАН. 1988.

45. Численное моделирование процессов тепло- и массообмена в элементах теплотехнического и энергетического оборудования / Артемов В.И., Яньков Г.Г., Карпов В.Е., Макаров М.В. // Теплоэнергетика. 2000. №7. С. 52.

46. CFD Code Phoenics: http://www.cham.co.uk.

47. FLUENT Flow Modeling Software: http://www.fluent.com/software/fluent/.

48. Власюк М.П., Полежаев В.И., Естественная конвекция и перенос тепла в проницаемых пористых материалах: Препринт. М.: Институт прикладной математики АН СССР, 1975. № 77.

49. Бежан, Тьен. Свободная конвекция в горизонтальной пористой среде при наличии разности температур между концами участка // Теплопередача. 1978. № 2. С. 18.

50. Хорн, О'Салливан. Конвекция в пористой среде, нагреваемой снизу. Эффекты изменения с температурой вязкости и коэффициента теплового расширения // Теплопередача. 1980. №3. С. 70.

51. Бежан. Поперечное проникновение свободной конвекции в горизонтальной пористой структуре // Теплопередача. 1981. №2. С. 58.

52. Клейн И.С., Полежаев В.И. Конвективный теплообмен в проницаемых пористых средах. — Препринт. М.: Институт проблем механики АН СССР, 1978. № 111.

53. Егоров С.Д., Полежаев В.И. Конвективный теплообмен в вертикальных слоях анизотропного пористого материала // Проблемы механики и теплообмена в космической технике. М.: Машиностроение, 1982. С. 232.

54. Брайловская В.А., Петражицкий Г.Б., Полежаев В.И. Естественная конвекция и перенос тепла в пористых прослойках между горизонтальными коаксиальными цилиндрами // ПМТФ. 1978. №6. С. 90.

55. Брайловская В.А., Коган В.Р., Полежаев В.И. Влияние анизотропии проницаемости на конвекцию и перенос тепла в пористой кольцевой прослойке // Изв. АН СССР. Сер. Механика жидкостей и газов, 1980. № 1. С. 59—64.

56. Мс Carty R.D. thermophysical Properties of Helium-4 from 2 to 1500 К with Pressures to 1000 atm./ NBS, Techn. Notes. 1972. No. 631.

57. Кожевников И.Г., Новицкий Л.А. Теплофизические свойства материалов при низких температурах: Справочник. 2-е изд. перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1982.

58. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. — М.: Машиностроение, 1975.

59. Моделирование процесса захолаживания пористой кольцевой прослойки / Г.Г. Яньков, В.И. Артемов, А.И. Сковородкин и др. // Сб. научн. докл. 4-й Всесоюз. конф. «Криогеника-87». Балашиха Моск. обл. НПО «Криогенмаш», 1988. Часть I. С. 123.

60. Сковородкин А.И., Яньков Г.Г. Численное и экспериментальное моделирование процесса захолаживания магнитной системы погружного типа: Тр. Моск. энерг. ин-та. 1988. Вып. 191. С. 111.

61. Расчетно-теоретическое исследование нестационарного теплообмена при захолаживании крупных сверхпроводящих магнитов погружного типа. Отчет МЭИ, Попов В.Н., Яньков Г.Г., гос. per. № 01860029967, инв. № 028.80020504. Москва. 1987.

62. Shadday М. Combibed Force/Free Convection Through Vertical Tubes at High Grashoff Numbers. — Heat Transfer. 1986 // Proc. 8-th Int. Conf. San Francisco, California. 1986. Vol. 3. P. 1433.

63. Sparrow E.M., Samie F. Interaction Between a Stream Which Passes Through an Enclosure and Natural Convection Within the Enclosure // Int. J. Heat Mass Transfer. 1982. Vol. 25. No. 10. P. 1483.

64. Методы расчета сопряженных задач теплообмена / Э.К. Калинин, Г.А. Дрейцер, В.В. Костюк, И.И. Берлин. М.: Машиностроение, 1983.

65. Перепелица Б.В., Пшеничников Ю.М. Исследование развития температурного поля в турбулентном потоке при нестационарном теплообмене // ПМТФ. 1986. №4. С. 84.

66. Karvinen R. Transient conjugated heat transfer to laminar flow in a tube or channel // Int. J. Heat Mass Transfer. 1988. Vol. 31. No. 6. P. 1326.

67. Cotta R.M., Ozisik M.N., McRae D.S. Transient heat transfer in channel flow with step change in inlet temperature // Numerical Heat Transfer. 1986. Vol. 9. P. 619.

68. Попов В.Н., Валуева Е.П. Теплообмен и гидродинамика при нестационарном турбулентном течении жидкости в круглой трубе // Тепломассообмен. ММФ — 92. Конвективный теплообмен. Т. 1. Минск: АНК «ИТМО им. А.В. Лыкова» АНБ. 1992. С. 133.

69. Трошев А.И., Кириллов ПЛ., Слободчук В.И. Влияние теплопроводности стенки на процесс нестационарного теплообмена при турбулентном течении теплоносителя в круглой трубе // Теплофизика ядерных энергетических установок. — Свердловск. 1985. №4. С. 35.

70. Sparrow Е.М., Siegel R. Unsteady Turbulent Heat Transfer in Tubes // Trans. ASME. Ser. C.J. Heat Transfer. 1960. Vol. 82. No. 3. P. 170.

71. Кузнецов Ю.Н., Белоусов В.П. Численное решение задачи о нестационарном теплообмене при турбулентном течении жидкости в трубе //Теплофизика высоких темеператур. 1970. Т. 8. № 6. С. 1218.

72. Калинин Е.И., Кузнецов Ю.Н. Нестационарный конвективный теплообмен в кольцевых каналах // Теплогидравлические процессы в оборудовании АЭС. — М.:, 1986. С. 12.

73. Калинин Э.К., Дрейцер Г.А., Неверов А.С. Теплообмен при совместном действии свободной и вынужденной конвекции в замкнутых объемах // Тепломассобмен. Материалы к V всесоюзной конференции по тепломассообмену. Изд-во ИТМО АН БССР, 1976. Т. 1.4. 2. С. 309.

74. Дрейцер Г.А., Мякочин А.С., Неверов А.С. Теплообмен при опорожнении и заполнении замкнутых емкостей // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1983. № 5. С. 122.

75. Козлов А.А., Чекрышов С.Н., Игнатьев B.C. Исследование тепло-массобмена при вдуве газа в емкость // Исследование теплообмена в летательных аппаратах. М.: Изд-во МАИ, 1982. С.57.

76. Глебов Г.А., Дрегалин А.Ф., Щелков А.Н. К расчету течения газа в топливном баке // Тепловые процессы и свойства рабочих тел двигателей летательных аппаратов. Казань: Изд-во КАИ, 1980. С. 62.

77. Дрегалин А.Ф., Коробков В.Г., Мухамедзянов Р.А. Метод расчета вертикальной неизотермической струи в поле массовых сил // Тепло- и массообмен в двигателях летательных аппаратов. Казань: Изд-во КАИ, 1979. С. 24.

78. Минз Г.Д., Ульрих Р.Д. Неустановившийся конвективный теплообмен при вдуве газа в емкости // Теплопередача. 1975. № 2. С. 126.

79. Ульрих Р.Д., Виртц, Нунн. Неустановившаяся теплоотдача в закрытом сосуде при наддуве газом // Теплопередача, 1969, № 3.

80. Численное моделирование процессов нестационарного теплообмена при захолаживании криогенных резервуаров: отчет МЭИ, Яньков Г.Г., Артемов В.И., гос. per. № 01880028628, инв №.1990. 63 с.

81. Малышев В.В. Развитие криогенных летательных аппаратов // Мат. V научн.-техн. конф. «Применение криогенных топлив в перспективных летательных аппаратах». М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 2000. С. 14.

82. Мельников Д.Е., Черкасов С.Г. Математическое моделирование смешанной конвекции в вертикальной цилиндрической емкости // Изв. РАН. Механика жидкости и газа. 1998. № 6. С. 9.

83. Макаров М.В., Яньков Г.Г., Артемов В.И. Численное моделирование нестационарных процессов тепломассообмена в криогенных топливных баках // Труды Первой рос. нац. конф. по теплообмену. Свободная конвекция. — М.: Издательство МЭИ. 1994. Т.2. С. 140.

84. Численное моделирование процессов тепломассообмена в криогенных топливных баках JIA. Отчет ГОУВПО МЭИ(ТУ) / Г.Г. Яньков, М.В. Макаров, гос. per. №01200304643, инв. №02200501884, 2005. — 31 с.

85. Hirt C.W., Nicholls B.D. Volume of Fluid (VOF) Method for Dynamics of Free Boundaries //J. Comput. Phys. 1981. Vol. 39. P. 201.

86. Белоцерковский O.M., Давыдов Ю.М. Метод крупных частиц в газовой динамике. М.: Наука, 1982.

87. Prakash С., Patankar S.V. A control volume-based finite-element method for solving the Navie-Stokes equations using equal-order veloc365ity-pressure interpolation // Numerical Heat Transfer. 1985. Vol. 8. P. 259.

88. Prakash C., Patankar S.V. A control volume-based finite-element method for predicting flow and heat transfer in ducts of arbitrary cross sections — part 1: description of the method // Numerical Heat Transfer. 1985. Vol. 12. P. 389.

89. Вассерман А.А., Казавчинский Я.З., Рабинович В.А. Теплофизи-ческие свойства воздуха и его компонентов. — М.: Наука, 1966.

90. Альперович И .Г. Основы создания замкнутых электротермических ХТС для производства фосфора: Автореф. дис. . доктор, техн. наук. Л., 1990.

91. Электротермические процессы химической технологии / Под ред. В.А. Ершова. Л.: Химия, 1984.

92. Богатырев А.Ф., Панченко С.В. Математические модели в тепло-технологии фосфора. М.: Издательство МЭИ, 1996.

93. Яньков Г.Г., Масленников В.А., Альперович Г.И. Моделирование процессов теплообмена в дисперсных системах // Теплоэнергетика. 1994. №3. С. 40.

94. Общие положения обеспечения безопасности атомных станций (ОПБ-88/97).

95. Кузнецов Ю.Н. Теплообмен в проблеме безопасности ядерных реакторов. -М.: Энергоатомиздат, 1989.

96. Моделирование процессов в воздушном теплообменнике системы аварийного расхолаживания РУ БН-800 / В.И. Артемов, Г.Г. Яньков, В.М. Зорин, А.С. Шамароков // Теплоэнергетика. 2004. №3. С. 30.

97. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. М.: Энергия, 1975.

98. Справочник по теплообменникам: В 2 т. Т. 1 / Пер. с англ. под ред. Б.С. Петухова, В.К. Шикова. М.: Энергоатомиздат, 1987.

99. Руководящий и технический материал. Рекомендации, правила, методики расчета гидродинамики и тепловых характеристик элементов и оборудования энергетических установок. РТМ 1604.06290. Обнинск: ФЭИ, 1991.

100. Жукаускас А.А. Конвективный перенос в теплообменниках. М.: Наука, 1982.

101. Оборудование теплообменное АЭС. Расчет тепловой и гидравлический. РТМ 108.031.05—84.

102. Кириллов П.Л., Юрьев Ю.С., Бобков В.П. Справочник по тепло-гидравлическим расчетам (ядерные реакторы, теплообменники, парогенераторы). Под общей ред. П.Л. Кириллова. М.: Энергоатомиздат, 1990.

103. Николашвили А.Г. Повышение эффективности теплообменников-конденсаторов с оребренными трубами путем выбора оптимального оребрения в условиях свободной конвекции: Автореф. дис. . канд. техн. наук. М., 1988.

104. LIFE-US Nuclear Regulator Commission Standard Reviese Plan, Rev. 1.

105. Freidrich C.M. and Gullinger W.H. WAPD—TM—547. 1976.

106. De Meulememeester E., Van Veiet J. General description and organisation of COMETHE/3 //Nucl. Engineering and Design. 1980. Vol. 56. P. 71.

107. Bump T.R. SWELL: A Fortran-2 Code for Estimating the Lifetimes of Mixed-Oxid Fuel Elements. ANL-1681. 1973.

108. Jankus V.Z. BEMOD- a Code for the Lifetime of Metallic Elements. ANL-7586. 1979.

109. Описание программы TEGAS для расчета поля температур и выхода газообразных продуктов деления в ТВЭЛе / А.А. Прошкин,367

110. Ю.А. Захарко, С.А. Субботин и др. // Отчет ИАЭ, № 32/755787, 1987. 54 с.

111. Dearien J.A. et al. FRAP-S3 Computer Code. TFBP-TR-164, 1978, and NUREG/CR-0786 (1979).

112. Bayer C.E. et al. GAPCON-THERMAL-2: A Computer Program for Calculating the Thermal Behavior of an Oxide Fuel Rod. -BWL-1898, 1975.

113. Паздера Ф. Код FRAS для термомеханических расчетов поведения твэлов водо-водяных реакторов в аварийных условиях и проверочные расчеты // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Атомное материаловедение. 1988. Вып. 2(27). С. 3.

114. Аннотация программы LOCA-R2// Вопросы атомной науки и техники. Сер. Физика и техника ядерных реакторов. 1986. Вып. 5. С. 37.

115. Код PIN-04M и проверка его предсказательной способности / П.Н. Стрижов, В.В. Яковлев В.В. и др. // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Атомное материаловедение. 1987. Вып. 2 (27). С. 39.

116. Паздера Ф. Код PIN для термомеханических расчетов поведения ТВЭЛов водо-водяных реакторов в аварийных условиях и проверочные расчеты //Вопросы атомной науки и техники. Сер. Атомное материаловедение. 1987. Вып. 2 (27). С. 18.

117. Тутнов Ан.А., Тутнов А.А., Ульянов А.И. Методика математического моделирования теплофизических, прочностных и надежностных характеристик твэлов энергетических реакторов // Препринт ИАЭ-5679/4. М.: Рос. научн. центр «Курчатовский ин-т», 1993. —35 с.

118. SCDAP/RELAP5/MOD 3.1 Code Manual // NUREG/GR -6150.1993.

119. MELPROG-PWR/MODO. A mechanistic code for analysis of reactor core melt progression and vessel attack under severe accident conditions // NUREG/GR 4268. 1987.

120. Gonzalez R., Ghateland P., Jaoq F. 1С ARE2/VERS ION 2/MOD 1. Description of physical models// Note technique DRS/SEMAR 92/43. 1992.

121. Bestele J., Trambauer K. Post test calculation with ATHLET-CD //ISP

122. Preparatory Workshop. GRS Cologne. 1994.

123. Описание программного комплекса BAGIRA. M.: Открытое акционерное общество «ДЖЕТ», 1997.

124. Карпов В.Е. Численное моделирование физико-химических процессов в активной зоне водо-водяных реакторов на начальной стадии запроектной аварии, развитие и верификация кода ANCOR: Дисс. . канд. техн. наук, М., 1999.

125. Brian J. An analysis of ISP-36 using the MELCOR code versions 1.8.2 and 1.8.3 // Holmes Consultancy Services AEA Technology. 1995.

126. Bowring R.W. HAMBO. A computer programme for the subchannel analysis of the hydraulic and burnout characteristics of rod clasters // U.K.A.E.A. Rep. No. AEEW R— 582.369

127. Riger Т., Burger М., Buck M. Development and experimental verification of the natural convection code FRECON //Proc. 6 Int. Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH 6). 1993. Vol. l.P. 39.

128. Артемов В.И, Бекетов В.А, Карпов В.Е. Модели плавления тепловыделяющих элементов ядерных реакторов в интегральном коде ANCOR. Вестник МЭИ. 1997. №2. С. 66.

129. Функциональное наполнение кода ANCOR. Анализ моделей высокотемпературного деформирования и окисления оболочек твэлов в аварийных ситуациях. II. / В.И. Артемов, Г.Г. Яньков, В.Е. Карпов, А.О. Еркимбаев // ТВТ. 1998. №4. С. 665.

130. Артемов В.И., Карпов В.Е., Яньков Г.Г. Численное моделирование процессов в активной зоне блоков ВВЭР при запроектных авариях / Научные исследования в области ядерной энергетики в технических вузах России. М.: Издательство МЭИ. 1999, С. 72.

131. Разработка математических моделей пористых сред и численный анализ процессов тепломассообмена в элементах оборудования АЭС / Г.Г. Яньков, В.И. Артемов, В.Е. Карпов, В.М. Зорин // Вестник МЭИ. 2006. №5. С. 72.

132. Малинин Н.Н. Прикладная теория пластичности и ползучести. М.: Машиностроение, 1975.

133. Bocek M., Faisst G., Petersen C. Examination of the properties of Zircaloy-4 at temperatures in air atmosphere/ Journal of Nuclear Materials. 1976. Vol. 62. P. 26.

134. Пирогов E.H., Алымов М.И., Артюхина JI.JI. Ползучесть сплава Н-1 в области полиморфорного превращения. // Атомная энергия. 1988. Т. 65. Вып. 4. С. 293.

135. Деформационное поведение сплава Zrl%Nb при температурах, характерных для аварийных ситуаций / Е.Н. Пирогов, В.И. Соляный, JI.JI. Артюхина, М.И. Алымов // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Атомное материаловедение. 1988. Вып. 2 (27). С. 44.

136. Напряжение установившегося течения при растяжении сплава Н-1 / М.И. Алымов, Е.Н. Пирогов, JI.JI. Артюхина, О.В. Комаров // Атомная энергия. 1987. Т. 63. Вып. 1. С. 50.

137. Деформирование сплава Н-1 в интервале 1170—1370К / М.И. Алымов, Е.Н. Пирогов, JI.JI. Артюхина, О.В. Комаров // Атомная энергия. 1988. Т. 65. Вып. 3. С. 227.

138. Specification of the international standart problem ISP36, CORA/W2 / M. Firnhaber, K. Trambuer, S. Hagen et al. // Experiment on severefuel damage. Karlsruhe, Germany, GRS, 1994.371

139. Валах М., Паздера Ф., Деформационные уравнения пластического течения сплава Zrl%Nb в высокотемпературной области // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Атомное материаловедение. 1988. Вып.2 (27). С. 45.

140. Кухарова К., Орлова А.,Чадек И. Характеристики ползучести и структура трубчатых образцов из сплава Zr-l%Nb в интервале температур 573-1173К // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Атомное материаловедение. 1988. Вып. 2 (27). С. 66.

141. Бучилин В.А. Экспериментальные исследования поведения оболочек твэлов реакторов ВВЭР в условиях, моделирующих аварийные ситуации // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Атомное материаловедение. 1988. Вып. 2 (27). С. 100.

142. Кинетика окисления оболочки из сплава Zrl%Nb в атмосфере пара в диапазоне температур 600—1200 °С / В. Вртилкова, JI. Молин, К. Клоц, В. Гамоуз // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Атомное материаловедение. 1988. Вып. 2 (27). С. 84.

143. Код РАПТА-5: моделирование поведения твэлов типа ВВЭР в проектных авариях / Ю.К. Бибилашвили, Н.Б. Соколов, А.В. Салатов и др. // Верификационные расчеты. М.: ВНИИНМ, 1996.

144. Исследования поведения оболочек твэлов из сплава Zrl%Nb в паре при высоких температурах / В.И. Соляный, Ю.К. Бибилашвили, В.В. Драненко и др. // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Атомное материаловедение. 1988. Вып. 2 (27). С. 89.

145. Ohnishi N., Ishijima К., Tarawa S. A study of Subcooled Film-Boiling Heat Transfer Under Reactivity-Initiated Accident Conditions in Light Water Reactors // Nuclear Science and Engineering. 1984. Vol. 88. P. 331.

146. Rosinger H.E., Bera P.C., Clendening W.R. Steady-state creep ofо

147. Zircaloy-4 fuel cladding from 940 to 1873 K. // Journal of Nuclear Materials. 1979. Vol. 82. P. 286.

148. Таблицы физических величин. Справочник // Под ред. акад. И.К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976.

149. Петухов С.М., Трахтенгерц М.С. Прогнозирование теплофизиче-ских свойств расплава активной зоны ядерного реактора // Препринт № 1452 Л11-20. Электрогорск: ЭНИЦ, 1995.

150. Abdallah М.А.Н., Asfour S.S., Veziroglu T.N. Solar-hydrogen energy system for Egypt // Int. J. Hydrogen Energy. 1999. Vol. 24, P. 505.

151. Cherry R. A hydrogen Utopia? // Int. J. Hydrogen Energy. 2004. Vol. 29. P. 125.

152. Baykara S.Z. Hydrogen as fuel: a critical technology? // Int. J. Hydrogen Energy. 2005. Vol. 30. P. 545.

153. Solar-hydrogen: Environmentally safe fuel for the future / J. Nowotny, C.C. Sorrell, L.R. Sheppard, T. Bak // Int. J. Hydrogen Energy. 2005. Vol. 30. P. 521.

154. Solar-hydrogen: an energy system for sustainable development in Spain / A. Contreras, J. Carpio, M. Molero, T.N. Veziroglu // Int. J. Hydrogen Energy. 1999. Vol. 24. P. 1041.

155. Malyshenko S.P. Hydrogen Application in Power Industry // Proc. HYPOTHESIS IV. Stralsund. Germany. 2001. Vol. 1. P. 25.

156. Пономарев-Степной H.H. Атомно-водородная энергетика // Технополис. 2008. №1 (14). С. 2.

157. Малышенко С.П., Назарова О.В. Аккумулирование водорода // Атомно-водородная энергетика и технология: Сб. статей. Вып. 8. — М.: Энергоатомиздат, 1988. С. 155.

158. Gambini М. Perfomances of metal-hydride heat pumps operating under dynamic conditions // Int. J. Hydrogen Energy. 1989. Vol. 14. No. 11. P. 821.

159. Choi H., Mills A.F. Heat and mass transfer in metal hydride beds for heat pump applications // Int. J. Heat Mass Transfer. 1990. Vol. 33. No. 6. P. 1281.

160. Gopal M.R., Murthy S.S. Prediction of metal-hydride refrigerator performance based on reactor heat and mass transfer // Int. J. Hydrogen Energy. 1995. Vol. 20. No. 7. P. 607.

161. Kuznetsov A.V. Modeling and simulation of a metal hydride heat transformer // Hydrogen Energy Progress XI. Proc. Of the 11th World Hydrogen Energy Conference. Stuttgart. Germany. 1996. Vol. 2. P. 1429.

162. Kang B.H., Park C.W., Lee C.S. Dynamic behavior of heat and hydrogen transfer in a metal hydride cooling system // Int. J. Hydrogen Energy. 1996. Vol. 21. No. 9. P. 769.

163. Uehara I., Sakai Т., Ishikawa H. The state of research and development for applications of metal hydrides in Japan // Journ. of Alloys and Compounds. Vol. 253—254 (1997). P. 635.

164. Nasako K., Ito Y., Osumi M. Intermittent heat transport using hydrogen absorbing alloys // Int. J. Hydrogen Energy. 1998. Vol. 23. No. 9. P. 815.

165. Metalhydrides: Properties and Practical Applications. Review of the Works in CIS-countries / V.N. Verbetsky, S.P. Malyshenko, S.V. Mi-trokhin et al. // Int. J. Hydrogen Energy. 1998. Vol. 23. No. 12. P. 1165.

166. Fedorov E.M., Shanin Y.I., Izhvanov L.A. Simulation of hydride heat pump operation // Int. J. Hydrogen Energy. 1999. Vol. 24. P. 1027.

167. Vosen S.R., Keller J.O. Hybrid energy storage systems for stand-alone electric power systems: optimization of system performance and cost through control strategies // Int. J. Hydrogen Energy. 1999. Vol. 24. P. 1139.

168. Ижванов JI.А., Соловей А.И. Разработка гидридных тепловых насосов // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). 2001. Т. XLV. №5—6. С. 112.

169. DaCosta D.H., Golben М., Tagna D.C. Metal Hydride Systems for Hydrogen Planet // Proc. 14 World Hydrogen Energy Conference, Montreal, 9-13 June, 2002. CD-ROM publ.

170. Mazumdar S., Ram Gopal M., Bhattacharyya S. Thermodynamic analysis and optimization of compressor-driven metal hydride cooling systems // Int. J. Hydrogen Energy. 2005. Vol. 30. P. 631.

171. Muthukumar P., Prakash Maiya M., Srinivasa Murthy S. Experiments on a metal hydride based hydrogen compressor // Int. J. Hydrogen Energy. 2005. Vol. 30. P. 879.

172. Сплавы — накопители водорода. Справочное издание: Кола-чев Б.А., Шалин Р.Е., Ильин А.А. и др. — М.: Металлургия, 1995.

173. Kinetics of hydrogen absorption and thermodynamics of dissolved hydrogen in Tb)xZrxFe3 system / R. Sivakumar, S. Ramaprabhu, K.V.S. Rama Rao et al. // Int. J. Hydrogen Energy. 2000. Vol. 25. P. 463.

174. Davidson D.J., Srivastava O.N. Studies on the hydrogen absorption/desorption properties of ZrixMmxFei.4Cro.6 and

175. ZrixMmxTixFei.4Cro.6 (x=0, 0.05, 0.1 and 0.2) Laves phase alloys // Int. J. Hydrogen Energy. 2001. Vol. 26. P. 219.

176. Fakioglu E., Yurum Y., Veziroglu T. A review of hydrogen systems based on boron and its compounds // Int. J. Hydrogen Energy. 2004. Vol. 29. P. 1371.

177. Marchetti J.M., Corso H.L., Gervasoni J.L. Experimental and theoretical study of the behavior of hydrogen in rare earths // Int. J. Hydrogen Energy. 2005. Vol. 30. P. 627.

178. Мищенко А.И. Применение водорода для автомобильных двигателей. Киев: Наукова думка, 1984.

179. Материалы для хранения водорода: анализ тенденций развития на основе данных об информационных потоках / В.М. Ажажа, М.А. Тихоновский, А.Г. Шепелев и др. // Вопросы атомной науки и техники. 2006. №1. С. 145.

180. Предельные возможности некоторых интерметаллических соединений по обратимой сорбции водорода / Н.М. Власов, А.И. Соловей, И.И. Федик и др. // Альтернативная энергетика и экология. 2004. №4 (12). С. 23.

181. Bosep О. Hydrogen sorption in LaNi5 // J. Less-Common Metals. 1976. Vol. 46. P. 91.

182. Grandjean F., Long G.J., Buschow K.H.J. Interstitial Intermetallic Alloys //NATO ASI Series E: Applied Sciences. 1995. Vol. 281. P. 107.

183. Rudman P.S. Hydriding and dehydriding kinetics // Journal of Less-Common Metals. 1993. Vol. 89. P. 93.

184. Sharp J.H., Brindley G.W., Narahari Achar B.N. // J. Am. Ceram. Sos. 1966. Vol. 49. P. 379.

185. Influence of intrinsic hydrogenation/dehydrogenation kinetics on the dynamic behaviour of metal hydrides: A semi-empirical model and its verification / T. Forde, J.P. Maehlen, V.A. Yartys et al. // Int J. Hydrogen Energy. 2007. Vol. 32. P. 1041.376

186. Jemni A., Ben Nasrallah S., Lamloumi J. Experimental and theoretical study of a metal-hydrogen reactor // Int. J. Hydrogen Energy. 1999. Vol. 24. P. 631.

187. Johnson W.A., Mehl R.F. // Trans. Metall. Sos. AIME. 1939. Vol. 135. P. 416.

188. Mayer U., Groll M., Supper W. Heat and mass transfer in metal-hydride reaction beds: experimental and theoretical results // J. Less-Common Metals. 1987. Vol. 131. P. 235.

189. Inomata A., Aoki H., Miura T. Measurements and modeling of hy-driding and dehydriding kinetics // Journal of Alloys and Compounds. 1998. Vol. 278. P. 103.

190. Kinetics of absorption and desorption of hydrogen in alloy powder / K.C. Chou, Q. Li, Q. Lin et al. // Int. J. Hydrogen Energy. 2005. Vol. 30. P. 301.

191. Damkohler G., Der Chemie Ingenieur. Eucken-Jakob. 1937. Vol. 3. Part 1. P. 441.

192. Yagi S., Kunii D. Studies on effective thermal conductivities in packed beds // A.I. Ch. E. Joural. Vol. 3. No. 3. P. 373.

193. Askri F., Jemni A., Ben Nasrallah S. Study of two-dimensional and dynamic heat and mass transfer in a metal—hydrogen reactor // International Journal of Hydrogen Energy. 2003. Vol. 28. P. 537.

194. Hahne E., Kallweit J. Thermal conductivity of metal hydride materials for storage of hydrogen: experimental investigation // Int. J. Hydrogen Energy. 1998. Vol. 23. No. 2. P. 107.

195. Ферцигер Дж., Капер Г. Математическая теория процессов переноса в газах. М.: Мир, 1976.

196. Kempf A., Martin W.R.B. Measurements of the thermal properties of TiFe0,85Mn0;i5 and its hydrides // Int. J. Hydrogen Energy. 1986. Vol. 11(2), P. 871.

197. Sun D., Deng S. A theoretical model predicting the effective thermal conductivity in powered metal hydride beds // Int. J. Hydrogen Energy. 1990. Vol. 15. P. 331.

198. Ishido Y., Kawamura M., Ono S. Thermal conductivity of magnesium-nickel hydride powder beds in a hydrogen atmosphere // Int. J. Hydrogen Energy. 1982. Vol. 7. No. 2. P. 173.

199. Дульнев Г.Н., Заричняк Ю.П. Теплопроводность смесей и композиционных материалов. Справочная книга. М.-Л.: Энергия, 1974.

200. Carson J.K., Lovatt S.J., Tanner D.J., Cleland А.С. Thermal conductivity bounds for isotropic porous materials // Int. J. Heat and Mass Transfer. 2005. Vol. 48. P. 2150.

201. Oi Т., Maki K., Sakaki Y. Heat transfer characteristics of the metal hydride vessel based on the plate-fin type heat exchanger // Journal of Power Sources. 2004. Vol. 125. P. 52.

202. Isselhorst A. Heat and mass transfer in coupled hydride reaction beds. // Int. Journal of Alloys and Compounds. 1995. Vol. 231. P. 871.

203. Абрамов Ю.А., Кривцова В.И., Соловей B.B. Системы хранения и подачи водорода на основе твердых веществ для бортовых энергетических установок. Харьков: Издательство ФОЛИО, 2002.

204. Homogenization method for effective thermal conductivity of metal hydride bed / Y. Asakuma, S. Miyauchi, T. Yamamoto et al. // Int. J. Hydrogen Energy. 2004. Vol. 29. P. 209.

205. Hengst G. Die Warmeleithfahigkeit pulyerformiger Stoffe bei hohem Gasdriick. Ph. D. Thesis, University of Munich, 1934.

206. Bauer R. Effective radiable Warmeleithagkeit gasdiirchstromter Schuttungen mit Partikeln unterschiedlicher Form und Grossen-verteilung. VDI Forschungsh. 1977. P. 582.

207. Ranz W.E. Friction and transfer coefficients for single particles and packet beds // Chem. Eng. Prog. 1952. Vol. 48. P. 247.

208. Kunii D., Suzuki M. Particle-to-fluid heat and mass transfer in packed beds of fine particles // Int. J. Heat and Mass Transfer. 1967. Vol. 10. No. 7. P. 845.

209. Numerical analysis of heat and mass transfer characteristics in the metal hydride bed / T. Nakagawa, A. Inomata, H. Aoki, T. Miura // Int. J. Hydrogen Energy. 2000. Vol. 25. P. 339.

210. Kinetics of hydrogen desorption from a metal to a closed reservoir / E.P. Feldman, A.D. Alexeev, T.N. Melnik, L.N. Gumen // Int. J. Hydrogen Energy. 2005. Vol. 30. P. 509.

211. Ram Gopal M., Srinivasa Murthy S. Prediction of heat and mass transfer in annular cylindrical metal hydride beds // Int. J. Hydrogen Energy. 1992. Vol. 17. No. 10. P. 795.

212. Numerical analysis of absorbing and desorbing mechanism for the metal hydride by homogenization method / Y. Asakuma, S. Miyauchi, T. Yamamoto et al. // Int. J. Hydrogen Energy. 2003. Vol. 28. P. 529.

213. Jemni A., Ben Nasrallah S. Study of two-dimensional heat and mass transfer during absorption in a metal-hydride reactor // Int. J. Hydrogen Energy. 1995. Vol. 20. No.l. P. 43.

214. Jemni A., Ben Nasrallah S. Study of two-dimensional heat and mass transfer during desorption in a metal-hydride reactor // Int. J. Hydrogen Energy. 1995. Vol. 20. No. 11. P. 881.

215. Askri F., Jemni A., Ben Nasrallah S. Prediction of transient heat and mass transfer in a closed metal-hydride reactor // Int. J. Hydrogen Energy. 2004. Vol. 29. P. 195.

216. Askri F., Jemni A., Ben Nasrallah S. Dynamic behavior of metal-hydrogen reactor during hydriding process // Int. J. Hydrogen Energy. 2004. Vol. 29. P. 635.

217. Mat M., Kaplan Y. Numerical study of hydrogen absorption in an La—Ni5 hydride reactor // Int. J. Hydrogen Energy. 2001. Vol. 26. P. 957.

218. Aldas К., Mat M., Kaplan Y. A three-dimensional mathematical model for absorption in a metal hydride bed // Int. J. Hydrogen Energy. 2002. Vol. 27. P. 1049.

219. Тарасов Б.П., Шилкин С.П. Взаимодействие интерметаллических соединений LaNi5 и СеСоз с водородом в присутствии Аг, СН4 и С02 // Журнал неорганической химии. 1994. Т. 39. №1. С. 18.

220. Тарасов Б.П., Шилкин С.П. Влияние Ог, СО и SO2 на водород-сорбционные свойства интерметаллических соединений LaNis и СеСо3 // Журнал неорганической химии. 1995. Т. 40. №5. С. 736.

221. Mathematical simulation of heat-and-mass transfer processes in «metal hydride-hydrogen-gas impurities» systems / Y. Shmal'ko, V. Ko-losov, V. Solovey et al. // Int. J. Hydrogen Energy. 1998. Vol. 23. No. 6. P. 463.

222. Численное моделирование процессов тепломассообмена в металлогидридных аккумуляторах водорода / В.И. Артемов, Г.Г. Яньков, Д.О. Лазарев и др. // Труды Третьей рос. нац. конф. по теплообмену. М.: Издательство МЭИ, 2002. Т.5. С. 157.

223. Лазарев Д.О. Математическое и численное моделирование процессов тепломассообмена в металлогидридных устройствах хранения и очистки водорода// Автореф. дис. . канд. техн. наук. М., 2006.

224. Влияние неабсорбируемых газовых примесей на процессы тепломассообмена в металлогидридных устройствах для аккумулирования и очистки водорода / В.И. Артемов, Д.О. Лазарев, Г.Г. Яньков и др. // Теплофизика высоких температур. 2004. Т. 42. №6. С. 972.

225. Numerical Simulation of the Processes of Heat and Mass Transfer in Metal-Hydride Accumulators of Hydrogen / V.I. Artemov, G.G. Yankov, D.O. Lazarev et al. // Heat Transfer Research. 2004. Vol. 35. Issue 1&2, P. 140.

226. Лазарев Д.О., Яньков Г.Г. О влиянии свободной конвекции на процессы тепло- и массообмена в металлогидридном аккумуляторе водорода // Вестник МЭИ. 2004. №1. С. 18.

227. Эффективность оребрения активного объема металлогидридного реактора / О.В. Боровских, Д.О. Лазарев, Г.Г. Яньков, В.И. Артемов // Теплоэнергетика. 2009. №3. С. 53.

228. Кудрявцев Н.А. Вихревая интенсификация теплообмена и ее численное моделирование в элементах теплообменников. Автореф. дисс. . доктор, техн. наук. Спб., 2005.

229. Петухов Б.С. Теплообмен и сопротивление при ламинарном течении жидкости в трубах. М.: Энергия, 1967.

230. Численный анализ процессов тепломассопереноса в кожухотруб-ном металлогидридном аккумуляторе водорода на основе математической модели пористых сред / В.И. Артемов, О.В. Боровских, Д.О. Лазарев, Г.Г. Яньков // Вестник МЭИ. 2008. №1. С. 63.

231. Зигель P., Хауэлл Д. Теплообмен излучением. М.: Мир, 1975.