Karakterizacija toka v hlajeni slepi cevi z reduciranim simulacijskim modelom in predpisanim robnim pogojem na ustju slepe ceviKaufman, Jan (Avtor) Končar, Boštjan (Mentor) Draksler, Martin (Komentor) slepa cevturbulencanaravna konvekcijaprenos toploteračunska dinamika tekočinZa toplotno neizolirane slepe cevi, ki so termohidravlično povezane z glavnim tokom vroče tekočine, je značilen izrazito kompleksen tokovni sistem. V območju priključka se lahko vzpostavi turbulentni vrtinčni tok, ki prodira v slepo cev, medtem ko se v hlajenem delu cevi vzpostavita temperaturna razslojenost in naravna konvekcija. Takšne konfiguracije najdemo na primer v primarnih sistemih nekaterih jedrskih elektrarn, med drugim tudi v Nuklearni elektrarni Krško (NEK), kjer je slepa cev del sistema za varnostno vbrizgavanje. Zaradi prehodne, tridimenzionalne in anizotropne narave toka je numerično napovedovanje termohidravličnih pojavov v slepih ceveh zelo zahtevno. Dosedanje analize kažejo, da so rezultati CFD-simulacij močno odvisni od nastavitev numeričnega modela, predvsem od izbire turbulentnega modela, robnih pogojev, ločljivosti računske mreže in uporabljenih numeričnih metod. V tej magistrski nalogi je bila z uporabo metod računske dinamike tekočin (CFD) izvedena numerična analiza dinamike toka in prenosa toplote v slepi cevi sistema za varnostno vbrizgavanje v NEK. Cilj analize je bil raziskati, ali je mogoče ključne značilnosti toka ustrezno napovedati tudi z geometrijsko reduciranim simulacijskim modelom, pri katerem tok v povratnem kanalu reaktorske posode ni eksplicitno simuliran, temveč je njegov vpliv predstavljen z robnim pogojem na ustju slepe cevi. S takšno poenostavitvijo se zmanjša velikost računske domene in posledično računska zahtevnost simulacij. Analiza je pokazala, da je med obravnavanimi načini predpisovanja robnih pogojev najprimernejši predpis tlačnega polja na ustju slepe cevi, saj omogoča časovno odvisen odziv toka na trenutno stanje v računski domeni. Z reduciranim simulacijskim modelom je bilo mogoče kvalitativno reproducirati glavne značilnosti obravnavanega tokovnega režima. Hkrati je bila ugotovljena izrazita občutljivost rezultatov na gostoto računske mreže, predvsem pri napovedi globine vdora turbulentnega vrtinca in temperaturnega odziva cevi. Rezultati kažejo, da geometrijsko reducirani model predstavlja obetaven pristop za računsko manj zahtevno analizo glavnih termohidravličnih značilnosti slepih cevi, pri čemer je treba upoštevati precejšnjo negotovost numeričnih rezultatov.20262026-09-13 08:15:42Magistrsko delo/naloga187748sl