Естественная циркуляция - Natural circulation

Естественная циркуляция относится к способности жидкости в системе непрерывно циркулировать под действием силы тяжести и возможных изменений тепловой энергии. Разница плотность единственная движущая сила. Если разница в плотности вызвана теплом, эта сила называется «термоголовкой» или «термодвигающей головкой».

Жидкостная система, предназначенная для естественной циркуляции, будет иметь источник тепла и радиатор. Каждый из них контактирует с некоторой частью жидкости в системе, но не со всем. Источник тепла расположен ниже радиатора.

Большинство материалов, которые являются жидкими при обычных температурах, расширяются при нагревании, становясь меньше плотный. Соответственно, при охлаждении они уплотняются. В источнике тепла системы естественной циркуляции нагретая жидкость становится легче окружающей ее жидкости и, таким образом, поднимается вверх. У радиатора находящаяся поблизости жидкость становится плотнее по мере охлаждения и притягивается вниз под действием силы тяжести. Вместе эти эффекты создают поток жидкости от источника тепла к радиатору и обратно.

Системы естественной циркуляции включают торнадо и другие погодные системы, Океанские течения, и бытовые вентиляция. Некоторые солнечные водонагреватели используют естественную циркуляцию.

В Гольфстрим циркулирует в результате испарения воды. В этом процессе вода становится соленой и плотной. В северной части Атлантического океана вода становится настолько плотной, что начинает тонуть.

В ядерный реактор, естественная циркуляция может быть критерием проектирования. Это достигается за счет уменьшения турбулентности и трения в потоке жидкости (то есть минимизации потеря головы ), и предоставив возможность удалить все неработающие насосы из жидкостного тракта. Кроме того, реактор (как источник тепла) должен быть физически ниже, чем парогенераторы или турбины (радиатор). Таким образом, естественная циркуляция будет гарантировать, что текучая среда будет продолжать течь, пока реактор будет горячее, чем теплоотвод, даже когда питание не может быть подано на насосы.

Яркими примерами являются S5G[1][2][3]и S8G[4][5][6]Реакторы ВМС США, которые были спроектированы для работы на значительной части полной мощности в условиях естественной циркуляции, что снижает шум этих силовых установок. В Реактор С6Г не может работать на мощности при естественной циркуляции, но может использовать его для поддержания аварийного охлаждения при остановке.

По природе естественной циркуляции жидкости обычно движутся не очень быстро, но это не обязательно плохо, поскольку высокие скорости потока не являются существенными для безопасной и эффективной работы реактора. В современных ядерных реакторах реверс потока практически невозможен. Все ядерные реакторы, даже те, которые предназначены в основном для использования естественной циркуляции в качестве основного метода циркуляции жидкости, имеют насосы, которые могут циркулировать жидкость в случае, если естественной циркуляции недостаточно.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Технические новинки подводных сил». Начальник отдела морских операций по борьбе с подводными лодками. Архивировано из оригинал на 2006-01-27. Получено 2006-03-12.
  2. ^ «Приложение C, Приложение к NR: IBO-05/023, Оценка радиоактивных отходов установки морских реакторов, захороненных на Комплексе обращения с радиоактивными отходами» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2012-02-04. Получено 2006-03-12.
  3. ^ «ПЛА-671 Нарвал». Globalsecurity.org. Получено 2006-03-12.
  4. ^ Энциклопедия кораблей / Ракетные ПЛ / Огайо (на русском). Получено 2006-03-12.
  5. ^ "Огайо, атомная подводная лодка с баллистическими ракетами ВМС США". Архивировано из оригинал на 2006-07-20. Получено 2006-03-12.
  6. ^ «Функция только для участников, требуется регистрация». Архивировано из оригинал на 2007-02-23. Получено 2006-03-12.