برای جستجو در بین هزاران پایان نامه در موضوعات مختلف     

      و دانلود متن کامل آنها با فرمت ورد اینجا کلیک کنید     

 
دانلود پایان نامه

به منظور بهبود شرایط انتقال حرارت از میله های سوخت به خنک کننده ، در فاصله بین قرص ها و غلاف ابتدا عمل خلاسازی صورت می گیرد و سپس این فضا را ازگاز هلیوم با فشارتقریبا” 2kgf/cm 30 – 20 پر می شود. انتخاب هلیوم در واقع به خاطر ویژگی قابلیت هدایت گرمایی بالای آن می‏باشد . فشاری که توسط هلیوم از درون میله سوخت به سطح داخلی غلاف اعمال می شود مقاومت میله سوخت را در برابر فشار خنک کننده که در اطراف میله سوخت در جریان بوده و بر میله سوخت وارد می‏گردد ، افزایش می دهد. [11]
انتقال حرارت در فضای خالی بین سوخت و غلاف
در انواع راکتورها که قرص های سوخت سرامیک با غلاف فلزی پوشیده شده اند فاصله یا شکاف کوچکی با ضخامت چند هزارم سانتی متر وجود خواهد داشت که معمولا با گاز بی اثری نظیر هلیوم پر می شود. اگرچه ضخامت فضای بین قرص های سوخت و غلاف خیلی کم می باشد ، به دلیل قابلیت هدایت گرمایی پایین گازها افت دمایی نسبتا زیادی در شکاف خواهیم داشت. اگر گاز داخل شکاف را یکنواخت فرض کنیم ، می توانیم به سادگی هدایت گرمایی را برای گاز داخل شکافت حل کنیم و افت دمایی را بدست بیاوریم.[10]
از آنجایی که هیچ تولید گرمایی در شکاف نداریم ، خواهیم داشت :
( 1-2 )
اگر قابلیت هدایت گرمایی گاز KG ، را ثابت در نظر بگیریم و نیز با توجه به این که تمام گرمای تولید شده در سوخت باید از شکافت رد شود می توانیم بنویسیم :
(2-2)
سپس با انتگرال گرفتن از معادله فوق می توانیم افت دمایی در شکاف را بدست آوریم : (2-3)
بعد از یک دوره بهره برداری ، شکاف دارای ترکیبی از گاز اصلی ( مثلا هلیوم ) و گازهای حاصل از شکافت هسته ای مثل Kr و Xe خواهد بود از این رو قابلیت هدایت گرمایی KG در حین عمر قلب تغییر خواهد کرد . بنابراین در چگالی قدرت خطی W/m500 ، ضخامت شکافت cm005/0= tG ، باعث افزایش اختلاف دمای به اندازهC 0 300 یا بیشتر در دو طرف شکاف خواهد شد.همچنین یک اثر خیلی مشهود در سوختن وجود دارد . همین طور که شکافت در سوخت رخ می دهد قرص های سوخت نیز متورم و شکافته خواهند شد و در عمل در مکان های بسیاری با غلاف تماس پیدا خواهند کرد. چنین پدیده ای برای بحث از لحاظ تحلیلی خیلی مشکل است و از این رو معمولا ضریب موثر انتقال گرمای شکاف hG را تعریف می کنند بطوریکه افت دمای شکاف برابر است با :
(2-4)
ضریب تجربی hG تابعی از میانگین ضخامت شکافت ، قابلیت هدایت گرمایی گاز ، فشار تماس سطحی بین قرص سوخت و غلاف ، زبری سطح ، جنس ماده غلاف و البته سوختن سوخت خواهد بود . معمولا” بسته به نوع ماده ، پرتودهی سوخت ، فشار تماسی بین غلاف و قرص ، بین 5/0 تا w/ cm . K 1/1متغیر می باشد. اگر بپذیریم که شارگرما درشکافت درحالت پایدار برابر با گرمای تولید شده درسوخت ، تقسیم بر مساحت سطح جانبی سوخت است،پس می توان افت دما در شکافت را به صورت زیر محاسبه کنیم : (2-5) (2-6)
برای چگالی قدرت خطی W/m500 این اختلاف دما می تواند از 140 تا C 0 200 باشد ، بسته به این که hG چه مقداری انتخاب می کنیم.[10]
غلاف
اگر فرض کنیم قابلیت هدایت گرمایی غلاف KC ثابت است و هیچ تولید گرمایی در غلاف وجود ندارد ، می توانیم با حل معادله زیر افت دمایی در غلاف را بدست آوریم :
(2-7)
(2-8)

مطلب مرتبط :   تحقیق درباره تجزیه واریانس و همبستگی

که TS دمای سطح بیرونی غلاف و TC ضخامت غلاف است. ( ضخامت شکاف را در این محاسبه نادیده گرفته ایم ) . در عمل ضخامت غلاف tc در مقایسه با قطر میله سوخت خیلی کم است از این رو با توجه به بسط لگاریتم خواهیم داشت :
(2-9)

جنس غلاف معمولا هدایت گرمایی زیادی دارند در واقع با توجه به ضخامت کم غلاف و جنس آن برای مثلا چگالی خطی W / m500 و ضخامت غلاف cm 053/0 = tc افت دمایی در حدود C 0 78 خواهیم داشت.[10]
مواد مورد استفاده در راکتور و غلاف راکتور

دسته بندی : علمی