glonucsecГлобальная ядерная безопасностьGlobal Nuclear Safety2305-414X2499-9733National Research Nuclear University "MEPhI"10.26583/gns-2023-02-06ZBQFNIglonucsec-192Research ArticleПРОЕКТИРОВАНИЕ, ИЗГОТОВЛЕНИЕ И ВВОД В ЭКСПЛУАТАЦИЮ ОБОРУДОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ АТОМНОЙ ОТРАСЛИDESIGN, MANUFACTURE AND COMMISSIONING COMMISSIONING OF EQUIPMENT NUCLEAR INDUSTRY FACILITIESПрогнозирование результатов испытаний по определению коэффициента гидравлического сопротивления клапана обратного осесимметричногоPrediction of test results to determine the hydraulic resistance coefficient of an axially symmetrical check valvehttps://orcid.org/0000-0002-7384-5827КузинС. А.KuzinS. A.

доцент кафедры АЭС

KuzinSergey55@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8297-3102КравецС. Б.KravetsS. B.kravts_sb@mail.ruАО «Атоммашэкспорт»; Волгодонский инженерно-технический институт – филиал Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ»РоссияJSC «Atommashexport»Russian FederationФБУ "Национальный технический центр по ядерной и радиационной безопасности"РоссияScientific and Engineering Centre for Nuclear and Radiation Safety (SEC NRS)Russian Federation202321062023025056Copyright © Кузин С.А., Кравец С.Б., 20232023Кузин С.А., Кравец С.Б.Kuzin S.A., Kravets S.B.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://glonucsec.elpub.ru/jour/article/view/192

Актуальность данной работы определена необходимостью прогнозировать результаты испытаний по определению коэффициента гидравлического сопротивления клапана обратного осесимметричногоDN100-600, с рабочим давлением до 20 МПа и рабочей температурой от плюс 50С до плюс 3500С по ТУ 6981-254-08847871-07. В данной работе предлагается снизить объем испытаний, исключив испытания для промежуточных образцов клапанов (DN 100, DN125, DN 200, DN 300, DN 500, DN 600), расположенными по DN между типовыми образцами клапанов (DN 100, DN175, DN 400), заменив испытания проведением расчетов в программном модуле ANSYS CFX расчетного комплекса ANSYS. Приведены результаты испытаний по определению коэффициента гидравлического сопротивления. Предложена оценка величины коэффициента гидравлического сопротивления и разработаны рекомендации по его определению. Экспериментальное определение гидравлических характеристик проводилось в об­ласти квадратичного сопротивления и при отсутствии кавитации (испытания проводились на воде).Для клапана обратного номинальных диаметров DN ≤ 250 область квадратичного сопротивления наступает при числах Рейнольдса Re ≥ 2 × 104.Для арматуры номинальных диаметров DN ≥ 250 область квадратичного сопротивления ReKB определяют в процессе экспериментального определения коэффициентов сопротивления и пропускной способности. Порядок определения ReKB изложен в 7.2.3 ГОСТ 55508-2013. Данные результаты испытаний на определение коэффициента гидравлического сопротивления для клапанов DN 150, DN 175, DN 400 по ТУ 6981-254-08847871-07 можно использовать при разработке программ приемочных испытаний для установления количества образцов, подвергаемых испытаниям в зависимости от конструктивных особенностей и количества исполнений клапанов обратных (DN 100, DN125, DN 200, DN 300, DN 500, DN 600), заменив испытания расчетами.

The urgency of the paper is determined by the necessity to predict the results of tests for determining the coefficient of hydraulic resistance of axially symmetrical check valve DN 100-600 with operating pressure up to 20 MPa and operating temperature from plus 50C to plus 3500C according to TS 6981-254-08847871-07. This paper suggests to reduce the volume of tests by excluding the tests for intermediate samples of valves (DN 100, DN125, DN 200, DN 300, DN 500, DN 600) situated in DN between the valve type models (DN 100, DN 175, DN 400) and replaced the tests by calculations in the programme module ANSYS CFX of the calculation complex ANSYS. The results of the tests for determining the coefficient of hydraulic resistance are given. An estimate of hydraulic resistance coefficient values is offered and recommendations for its determination are given. The experimental determination of hydraulic characteristics was carried out in the region of quadratic resistance and in absence of cavitation (the tests were done on water). The region of quadratic resistance comes at Reynolds numbers Re ≥ 2 × 104 for check valve of nominal diameters DN ≤ 250. The region of quadratic resistance ReKB is determined in the process of experimental determination of drag and flow capacity factors for valves of nominal diameters DN ≥ 250. The procedure of determination of ReKB is described in 7.2.3 of GOST 55508-2013. These test results for determination of hydraulic resistance coefficient for valves DN 150, DN 175, DN 400 according to TU 6981-254-08847871-07 can be used when developing acceptance test programs to set the number of tested samples according to the design features and number of versions of check valves (DN 100, DN125, DN 200, DN 300, DN 500, DN 600), replacing the testing by calculation.

коэффициент гидравлического сопротивленияклапан обратный осесимметричныйчисло Рейнольдсарабочее давлениерабочая температураdrag coefficientaxially symmetrical check valveReynolds numberworking pressureworking temperatureReferencesИдельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям: Под редакцией М.О. Штейнберга. Москва: Машиностроение; 1992.672с. URL: https://tehnavigator.ru/Biblioteka/126.pdf (дата обращения: 15.02.2023).Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям: Под редакцией М.О. Штейнберга. Москва: Машиностроение; 1992.672с. URL: https://tehnavigator.ru/Biblioteka/126.pdf (дата обращения: 15.02.2023).Ривкин С.Л., Александров А.А. Теплофизические свойства воды и водяного пара: Справочник. Москва: Энергоатомиздат; 1984. 80 с.Ривкин С.Л., Александров А.А. Теплофизические свойства воды и водяного пара: Справочник. Москва: Энергоатомиздат; 1984. 80 с.Андерсон Д., Таннехил Дж., Плетчер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен. В 2-х томах. Москва: Мир; 1990. 384 с.Андерсон Д., Таннехил Дж., Плетчер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен. В 2-х томах. Москва: Мир; 1990. 384 с.Ши Д. Численные методы в задачах теплообмена: Перевод с англ. Москва: Мир; 1988. 544 с.Ши Д. Численные методы в задачах теплообмена: Перевод с англ. Москва: Мир; 1988. 544 с.Chung T.J. Computational fluid dynamics. Cambridge university press. 2002:1012. https://doi.org/10.1017/S0022112003005445Chung T.J. Computational fluid dynamics. Cambridge university press. 2002:1012. https://doi.org/10.1017/S0022112003005445Rhie C.M., Chow W.L. Numerical study of the turbulent flow past an airfoil with trailing edge separation. AIAA Journal. 1983;21(11):1525–1532. https://doi.org/10.2514/3.8284Rhie C.M., Chow W.L. Numerical study of the turbulent flow past an airfoil with trailing edge separation. AIAA Journal. 1983;21(11):1525–1532. https://doi.org/10.2514/3.8284Волков К.Н., Емельянов В.Н. Моделирование крупных вихрей в расчетах турбулентных течений. Москва: Физматлит, 2008. 368 с.Волков К.Н., Емельянов В.Н. Моделирование крупных вихрей в расчетах турбулентных течений. Москва: Физматлит, 2008. 368 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.