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AbstractAbstract
[en] In the thermofluiddynamic design of liquid metal cooled reactor fuel elements the lack of experimentally confirmed knowledge of the three-dimensional flow events in rod bundles provided with spacer grids has appeared as a significant problem. To close this gap of knowledge, detailed measurements of the local velocities were made on a 19-rod bundle model. The Pitot method of differential pressure measurements was used as the measuring system. In the first part of the work the fully developed flow regime not influenced by spacers was investigated. A simple relation was derived for distributing the mass flow among the subchannels of a rod bundle; it is but slightly dependent on the Reynolds number. This relation allows a quick, coarse calculation of the distribution of the undisturbed, fully developed mass flow in bundles with similar geometries. By evaluation of further experiments known from the literature, empirical relationships were found for the local velocity distribution within the subchannels of such bundles. In the second part the effect of grid shaped spacers was investigated. The three-dimensional flow events caused by the spacers were completely recorded and interpreted physically. The deeper understanding of these flow processes can now serve to improve the model concept used in the present design computer programs. Single results of the investigations which take primary importance are the quantitative relations existing between the changes of mass flow in the bundle boundary zone, caused by a spacer, and the geometry of this spacer. The transferability to other bundle geometries was discussed and delimited. Moreover, it was shown that the mass flow in the bundle boundary zone can be successively reduced by spacers placed one behind the other in the bundle. A noticeable dependence of flow events on the Reynolds number was not found for the range relevant in practical application (30.000 <= Re <= 60.000). (orig.)
[de]
Bei der thermofluiddynamischen Auslegung von fluessigmetallgekuehlten Reaktorbrennelementen hat sich das Fehlen experimentell abgesicherter Kenntnisse ueber dreidimensionale Stroemungsvorgaenge in Stabbuendeln mit gitterfoermigen Abstandshaltern (AH) als ein gewichtiges Problem erwiesen. Zur Schliessung dieser Wissensluecke wurden in einem Buendelmodell mit 19 Staeben detaillierte Messungen der lokalen Geschwindigkeiten durchgefuehrt. Als Mess-System diente die Pitot-Differenzdruck-Messmethode. Im ersten Teil der Arbeit wurde der von AH unbeeinflusste und voll eingelaufene Stroemungszustand untersucht. Daraus konnte eine einfache Beziehung zur Aufteilung des Massenstromes auf die Unterkanaele eines Stabbuendels hergeleitet werden, die eine schwache Abhaengigkeit von der Reynolds-Zahl besitzt. Diese Beziehung erlaubt eine schnelle, ueberschlaegige Berechnung der ungestoerten, eingelaufenen Massenstromverteilung in geometrisch aehnlichen Buendeln. Durch Auswertung weiterer, aus der Literatur bekannter Experimente konnten darueber hinaus empirische Zusammenhaenge fuer die lokale Geschwindigkeitsverteilung innerhalb der Unterkanaele solcher Buendel gefunden werden. Im zweiten Teil wurde die Wirkung gitterfoermiger Abstandshalter untersucht. Die von den AH verursachten, dreidimensionalen Stroemungsvorgaenge konnten vollstaendig erfasst und physikalisch gedeutet werden. Das vertiefte Verstaendnis dieser Stroemungsprozesse kann nun zur Verbesserung der in den heutigen Auslegungsrechnenprogrammen verwendeten Modellvorstellungen dienen. Als vorrangige Einzelergebnisse der Untersuchungen sind quantitative Beziehungen zwischen den durch einen AH verursachten Massenstromaenderungen in der Buendelrandzone und seiner Geometrie zu nennen. Die Uebertragbarkeit auf andere Buendelgeometrien wurde diskutiert und abgegrenzt. Weiterhin wurde gezeigt, dass der Massenstrom in der Buendelrandzone durch im Buendel aufeinander folgende AH sukzessiv verringert werden kann. Eine merkliche Abhaengigkeit der Stroemungsvorgaenge von der Reynolds-Zahl wurde fuer den in der Praxis relevanten Bereich (30.000 <= Re <= 60.000) nicht festgestellt. (orig.)Original Title
Experimentelle Untersuchungen turbulenter Stroemungen in axial durchstroemten Stabbuendeln ohne und mit gitterfoermigen Abstandshaltern
Primary Subject
Secondary Subject
Source
Jul 1979; 92 p; Diss.
Record Type
Report
Literature Type
Thesis/Dissertation
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