Transient heat transfer between hot metal spheres and subcooled water
Creators
- 1. Argonne National Lab., Ill. (USA)
- 2. Northwestern Univ., Evanston, Ill. (USA)
Description
Boiling heat transfer during interaction of hot metal spheres and subcooled water is investigated in the context of nuclear reactor safety. Stainless-steel spheres at high temperatures are quenched in a subcooled water pool and the sphere surface temperature is continuously monitored. Pressure pulses resulting from the vapour generation and collapse are also measured, allowing an accurate identification of the various boiling regimes particularly the chaotic transition boiling region. The range of variables investigated is: sphere diameter 2.54 cm; sphere initial temperature 4500C to 8000C; water temperature 230C to 900C; sphere depth in water 10.2 cm; pool pressure atmospheric. The data reduction technique used produced the full boiling curves of water under transient conditions. The obtained results indicate the importance of water subcooling in enhancing the energy transfer from the spheres to the coolant. Correlations are obtained for the minimum temperature difference in film boiling and for the critical heat flux as functions of water subcooling. (orig.)
Abstract (German)
Der Waermetransport durch Verdampfung bei der Wechselwirkung heisser Metallkugeln mit unterkuehltem Wasser wurde unter dem Gesichtspunkt der Reaktorsicherheit untersucht. Dazu wurden Edelstahlkugeln hoher Temperatur in einem unterkuehlten Wasserbehaelter abgeschreckt und ihre Oberflaechentemperaturen dabei staendig ueberwacht. Durch Dampferzeugung und ploetzliche Kondensierung hervorgerufene Druckwellen wurden ebenfalls aufgezeichnet, wodurch eine genaue Identifizierung der verschiedenen Siedebereiche und insbesondere des chaotischen Uebergangsgebietes moeglich wurde. Die Untersuchung erstreckte sich ueber folgenden Parameterbereich: Kugeldurchmesser 2,54 cm; Anfangstemperatur der Kugeln 4500C bis 8000C; Wassertemperatur 230C bis 900C; Tiefe der Kugeln im Wasser 10,2 cm; Druck im Wasserbehaelter 1 Atmosphaere. Die verwendete Methode der Datenreduzierung lieferte vollstaendige Siedekurven fuer Wasser unter den gegebenen zeitlichen Bedingungen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Wasserunterkuehlung fuer die Erhoehung des Energietransports von den Kugeln zum Kuehlmittel sehr wichtig ist. Es ergaben sich Korrelationen fuer die minimale Temperaturdifferenz beim Filmsieden und den kritischen Waermefluss als Funktionen des Grades der Wasserunterkuehlung. (orig.)Additional details
Publishing Information
- Journal Title
- Atomkernenergie
- Journal Volume
- 29
- Journal Issue
- 1
- Series
- Atomkernenergie.
- Journal Page Range
- 17-22
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 8299377
- Subject category
- S42: ENGINEERING;
- Descriptors DEI
- HEAT TRANSFER; HIGH TEMPERATURE; PRESSURE DEPENDENCE; SHOCK WAVES; SPHERES; SUBCOOLED BOILING; TRANSIENTS; VAPOR CONDENSATION; WATER
- Descriptors DEC
- BOILING; ENERGY TRANSFER; HYDROGEN COMPOUNDS; OXYGEN COMPOUNDS; PHASE TRANSFORMATIONS
Optional Information
- Notes
- 12 figs.; 13 refs.