Dinamika isparavanja u velikim zapreminama tečnosti izloženim velikim specifičnim toplotnim protocima u generatorima pare
Dynamics of pool boiling under high heat fluxes in steam generators
2021
Authors
Petrović, Milan М.Contributors
Stevanović, VladimirBanjac, Miloš
Milivojević, Sanja
Pezo, Milada
Ilić, Milica
Doctoral thesis
Metadata
Show full item recordAbstract
Predmet istraživanja ove doktorske disertacije je generisanje pare u velikim zapreminama tečnosti irazvoj odgovarajućih modela generisanja pare u uslovima bazenskog ključanja i modela generisanjapare u uslovima ključanja na spoljašnjoj površini cevnog snopa generatora pare. Razvijeni modelgenerisanja pare u uslovima bazenskog ključanja je zasnovan na trodimenzijskoj numeričkojsimulaciji oblasti bazena i rešen je modelom dva fluida, kao i odgovarajućim bilansnimjednačinama mase, količine kretanja i energije, dok je oblast zida rešena trodimenzijskomnumeričkom simulacijom temperaturskog polja. Sprezanje ove dve oblasti je izvedenorazdvajanjem na odgovarajući način mesta na zagrejačkom zidu gde nastaju mehurovi i mesta gdetečni film hladi zagrejački zid. Kao rezultati simulacije dobijeni su pouzdani rezultati neuniformneraspodele temperature u zagrejačkom zidu, kao i polja zapreminskog udela pare i nivoa dvofaznemešavine u bazenu. Model bazenskog ključanja je validiran za eksperimentalne ...uslove dostupne uliteraturi koji odgovaraju ključanju vode na atmosferskom pritisku. Kao rezultat istraživanjabazenskog ključanja predložena je nova korelacija za bazensko ključanje zasnovana na gustinimesta nukleacije, kao i na dve karakteristične oblasti koje su istraživane. Drugi razvijen model udoktorskoj disertaciji je model generisanja pare u uslovima ključanja na spoljašnjoj površini cevnogsnopa. Model je zanovan na numeričkoj simulaciji dvofaznog strujanja sekudarnog fluida oko snopacevi generatora pare. Međufazni procesi na razdelnim površinama su modelirani odgovarajućimkonstitutivnim korelacijama za dvofaznu mešavinu. Model je validiran na dve eksperimentalneinstalacije generatora pare koje rade sa različitim vrstama radnih fluida. Oba modela razvijena udisertaciji daju detaljan uvid u složene uslove koji vladaju pri različitim uslovima ključanja i imajuznačaj pri projektovanju i analizama sigurnosti generatora pare i isparivača.
The subject of this thesis is vapour generation in pool boiling conditions and development ofcorresponding pool boiling model and boiling model for vapour generation around a tube bundle onthe secondary side of steam generator. The modelling approach is based on the two fluid model oftwo-phase flow in the pool region, with corresponding governing equations for mass, momentumand energy balance for each phase and the closure laws for interfacial transport due to friction andphase transition, and the transient heat conduction within the heated wall. The coupling betweenthese two regions is achieved through a heat transfer from the heated wall to the growing bubbleand the conjugate heat transfer between the heated wall and the liquid on the wetted surface.Obtained results show reliable nonuniform wall temperature distribution, as well as void fractionfield and the swell level position in the pool. Pool boiling model is validated against experimentalconditions, available in the literature, ...which corresponds pool boiling at the atmospheric pressure.As a result of pool boiling investigations, new pool boiling correlation is proposed based onnucleation site density and considering two characteristic areas of the heat transfer. The seconddeveloped model in this thesis is boiling model for two-phase flow around tubes in a bundle ofsteam generator. The applied approach numerically solves vapor-liquid flow with vapour generationat secondary side of steam generator. Interface transport is modelled with closure laws. The modelis validated on two experimental instalations of steam generator with two different types of workingfluid. The both boiling models give detail insight in complex conditions in boiling and haveimportance for different design of steam generators and evaporators.
Keywords:
isparavanje, ključanje, dvofazna strujanja, numerička simulacija, generatori pare / evaporation, boiling, two-phase flow, numerical simulation, steam generatorsSource:
Универзитет у Београду, 2021Publisher:
- Универзитет у Београду, Машински факултет
Funding / projects:
- Advanced analytical, numerical and analysis methods of applied fluid mechanics and complex systems (RS-MESTD-Basic Research (BR or ON)-174014)
URI
http://eteze.bg.ac.rs/application/showtheses?thesesId=8343https://fedorabg.bg.ac.rs/fedora/get/o:24184/bdef:Content/download
http://vbs.rs/scripts/cobiss?command=DISPLAY&base=70036&RID=48227593
https://nardus.mpn.gov.rs/handle/123456789/18627
https://machinery.mas.bg.ac.rs/handle/123456789/4605
Collections
Institution/Community
Mašinski fakultetTY - THES AU - Petrović, Milan М. PY - 2021 UR - http://eteze.bg.ac.rs/application/showtheses?thesesId=8343 UR - https://fedorabg.bg.ac.rs/fedora/get/o:24184/bdef:Content/download UR - http://vbs.rs/scripts/cobiss?command=DISPLAY&base=70036&RID=48227593 UR - https://nardus.mpn.gov.rs/handle/123456789/18627 UR - https://machinery.mas.bg.ac.rs/handle/123456789/4605 AB - Predmet istraživanja ove doktorske disertacije je generisanje pare u velikim zapreminama tečnosti irazvoj odgovarajućih modela generisanja pare u uslovima bazenskog ključanja i modela generisanjapare u uslovima ključanja na spoljašnjoj površini cevnog snopa generatora pare. Razvijeni modelgenerisanja pare u uslovima bazenskog ključanja je zasnovan na trodimenzijskoj numeričkojsimulaciji oblasti bazena i rešen je modelom dva fluida, kao i odgovarajućim bilansnimjednačinama mase, količine kretanja i energije, dok je oblast zida rešena trodimenzijskomnumeričkom simulacijom temperaturskog polja. Sprezanje ove dve oblasti je izvedenorazdvajanjem na odgovarajući način mesta na zagrejačkom zidu gde nastaju mehurovi i mesta gdetečni film hladi zagrejački zid. Kao rezultati simulacije dobijeni su pouzdani rezultati neuniformneraspodele temperature u zagrejačkom zidu, kao i polja zapreminskog udela pare i nivoa dvofaznemešavine u bazenu. Model bazenskog ključanja je validiran za eksperimentalne uslove dostupne uliteraturi koji odgovaraju ključanju vode na atmosferskom pritisku. Kao rezultat istraživanjabazenskog ključanja predložena je nova korelacija za bazensko ključanje zasnovana na gustinimesta nukleacije, kao i na dve karakteristične oblasti koje su istraživane. Drugi razvijen model udoktorskoj disertaciji je model generisanja pare u uslovima ključanja na spoljašnjoj površini cevnogsnopa. Model je zanovan na numeričkoj simulaciji dvofaznog strujanja sekudarnog fluida oko snopacevi generatora pare. Međufazni procesi na razdelnim površinama su modelirani odgovarajućimkonstitutivnim korelacijama za dvofaznu mešavinu. Model je validiran na dve eksperimentalneinstalacije generatora pare koje rade sa različitim vrstama radnih fluida. Oba modela razvijena udisertaciji daju detaljan uvid u složene uslove koji vladaju pri različitim uslovima ključanja i imajuznačaj pri projektovanju i analizama sigurnosti generatora pare i isparivača. AB - The subject of this thesis is vapour generation in pool boiling conditions and development ofcorresponding pool boiling model and boiling model for vapour generation around a tube bundle onthe secondary side of steam generator. The modelling approach is based on the two fluid model oftwo-phase flow in the pool region, with corresponding governing equations for mass, momentumand energy balance for each phase and the closure laws for interfacial transport due to friction andphase transition, and the transient heat conduction within the heated wall. The coupling betweenthese two regions is achieved through a heat transfer from the heated wall to the growing bubbleand the conjugate heat transfer between the heated wall and the liquid on the wetted surface.Obtained results show reliable nonuniform wall temperature distribution, as well as void fractionfield and the swell level position in the pool. Pool boiling model is validated against experimentalconditions, available in the literature, which corresponds pool boiling at the atmospheric pressure.As a result of pool boiling investigations, new pool boiling correlation is proposed based onnucleation site density and considering two characteristic areas of the heat transfer. The seconddeveloped model in this thesis is boiling model for two-phase flow around tubes in a bundle ofsteam generator. The applied approach numerically solves vapor-liquid flow with vapour generationat secondary side of steam generator. Interface transport is modelled with closure laws. The modelis validated on two experimental instalations of steam generator with two different types of workingfluid. The both boiling models give detail insight in complex conditions in boiling and haveimportance for different design of steam generators and evaporators. PB - Универзитет у Београду, Машински факултет T2 - Универзитет у Београду T1 - Dinamika isparavanja u velikim zapreminama tečnosti izloženim velikim specifičnim toplotnim protocima u generatorima pare UR - https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_nardus_18627 ER -
@phdthesis{ author = "Petrović, Milan М.", year = "2021", abstract = "Predmet istraživanja ove doktorske disertacije je generisanje pare u velikim zapreminama tečnosti irazvoj odgovarajućih modela generisanja pare u uslovima bazenskog ključanja i modela generisanjapare u uslovima ključanja na spoljašnjoj površini cevnog snopa generatora pare. Razvijeni modelgenerisanja pare u uslovima bazenskog ključanja je zasnovan na trodimenzijskoj numeričkojsimulaciji oblasti bazena i rešen je modelom dva fluida, kao i odgovarajućim bilansnimjednačinama mase, količine kretanja i energije, dok je oblast zida rešena trodimenzijskomnumeričkom simulacijom temperaturskog polja. Sprezanje ove dve oblasti je izvedenorazdvajanjem na odgovarajući način mesta na zagrejačkom zidu gde nastaju mehurovi i mesta gdetečni film hladi zagrejački zid. Kao rezultati simulacije dobijeni su pouzdani rezultati neuniformneraspodele temperature u zagrejačkom zidu, kao i polja zapreminskog udela pare i nivoa dvofaznemešavine u bazenu. Model bazenskog ključanja je validiran za eksperimentalne uslove dostupne uliteraturi koji odgovaraju ključanju vode na atmosferskom pritisku. Kao rezultat istraživanjabazenskog ključanja predložena je nova korelacija za bazensko ključanje zasnovana na gustinimesta nukleacije, kao i na dve karakteristične oblasti koje su istraživane. Drugi razvijen model udoktorskoj disertaciji je model generisanja pare u uslovima ključanja na spoljašnjoj površini cevnogsnopa. Model je zanovan na numeričkoj simulaciji dvofaznog strujanja sekudarnog fluida oko snopacevi generatora pare. Međufazni procesi na razdelnim površinama su modelirani odgovarajućimkonstitutivnim korelacijama za dvofaznu mešavinu. Model je validiran na dve eksperimentalneinstalacije generatora pare koje rade sa različitim vrstama radnih fluida. Oba modela razvijena udisertaciji daju detaljan uvid u složene uslove koji vladaju pri različitim uslovima ključanja i imajuznačaj pri projektovanju i analizama sigurnosti generatora pare i isparivača., The subject of this thesis is vapour generation in pool boiling conditions and development ofcorresponding pool boiling model and boiling model for vapour generation around a tube bundle onthe secondary side of steam generator. The modelling approach is based on the two fluid model oftwo-phase flow in the pool region, with corresponding governing equations for mass, momentumand energy balance for each phase and the closure laws for interfacial transport due to friction andphase transition, and the transient heat conduction within the heated wall. The coupling betweenthese two regions is achieved through a heat transfer from the heated wall to the growing bubbleand the conjugate heat transfer between the heated wall and the liquid on the wetted surface.Obtained results show reliable nonuniform wall temperature distribution, as well as void fractionfield and the swell level position in the pool. Pool boiling model is validated against experimentalconditions, available in the literature, which corresponds pool boiling at the atmospheric pressure.As a result of pool boiling investigations, new pool boiling correlation is proposed based onnucleation site density and considering two characteristic areas of the heat transfer. The seconddeveloped model in this thesis is boiling model for two-phase flow around tubes in a bundle ofsteam generator. The applied approach numerically solves vapor-liquid flow with vapour generationat secondary side of steam generator. Interface transport is modelled with closure laws. The modelis validated on two experimental instalations of steam generator with two different types of workingfluid. The both boiling models give detail insight in complex conditions in boiling and haveimportance for different design of steam generators and evaporators.", publisher = "Универзитет у Београду, Машински факултет", journal = "Универзитет у Београду", title = "Dinamika isparavanja u velikim zapreminama tečnosti izloženim velikim specifičnim toplotnim protocima u generatorima pare", url = "https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_nardus_18627" }
Petrović, M. М.. (2021). Dinamika isparavanja u velikim zapreminama tečnosti izloženim velikim specifičnim toplotnim protocima u generatorima pare. in Универзитет у Београду Универзитет у Београду, Машински факултет.. https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_nardus_18627
Petrović MМ. Dinamika isparavanja u velikim zapreminama tečnosti izloženim velikim specifičnim toplotnim protocima u generatorima pare. in Универзитет у Београду. 2021;. https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_nardus_18627 .
Petrović, Milan М., "Dinamika isparavanja u velikim zapreminama tečnosti izloženim velikim specifičnim toplotnim protocima u generatorima pare" in Универзитет у Београду (2021), https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_nardus_18627 .