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Previous issue date: 2016-04-19 / CNEN / Os estudos atuais sobre o comportamento termofluidodinâmico do núcleo dos reatores
VHTGR da 4ª geração são comumente desenvolvidos em análises 3-D em CFD
(fluidodinâmica computacional) o que muitas vezes requer bastante tempo e complexos
cálculos matemáticos para a realização destas análises. A proposta deste projeto é realizar a
análise termofluidodinâmica do escoamento do gás refrigerante hélio num canal típico de
reator VHTGR de núcleo prismático avaliando grandezas de interesse como temperatura,
pressão e velocidade do fluido e a distribuição de temperaturas na parede do canal
refrigerante, a partir do desenvolvimento de um código computacional em MATLAB
considerando o escoamento no canal unidimensional, reduzindo assim significativamente o
tempo de processamento dos cálculos. O modelo desenvolvido utiliza três diferentes
referências para as propriedades físicas do hélio: expressões dadas pelo KTA (Comissão
Alemã de Normas de Segurança Nuclear), a ferramenta computacional REFPROP e um
conjunto de valores constantes para todo o canal. Com a utilização destas três referências é
possível simular o escoamento tratando o gás tanto compressível como incompressível. Os
resultados obtidos apresentaram valores para as grandezas de interesse bastante próximos e
revelaram que não há diferenças significativas na utilização das diferentes referências
utilizadas no projeto, uma outra conclusão importante a ser observada é a não dependência no
comportamento termofluidodinâmico do hélio dos efeitos de compressibilidade do gás. O
estudo também indicou que o gás não sofre efeitos severos devido à elevada variação de
temperatura no canal, uma vez que este entra a 914 K e sai a aproximadamente 1263 K, o que
afirma a excelente utilização do hélio como fluido refrigerante em canais de reatores VHTGR.
A comparação dos resultados obtidos neste trabalho com outro existente na literatura serviu
para confirmar a efetividade do método de consideração unidimensional do escoamento do
gás no canal refrigerante em substituição à modelos realizados em 3-D, para a faixa de
pressão e temperatura usadas no projeto, uma vez que os resultados obtidos foram
praticamente os mesmos nas condições iguais de operação. / The current studies about the thermalfluiddynamic behavior of the VHTGR core
reactors of 4th generation are commonly developed in 3-D analysis in CFD (computational
fluid dynamics), which often requires considerable time and complex mathematical
calculations for carrying out these analysis. The purpose of this project is to achieve
thermalfluiddynamic analysis of flow of gas helium refrigerant in a typical channel of
VHTGR prismatic core reactor evaluating magnitudes of interest such as temperature,
pressure and fluid velocity and temperature distribution in the wall of the coolant channel
from the development of a computer code in MATLAB considering the flow on onedimensional
channel, thereby significantly reducing the processing time of calculations. The
model uses three different references to the physical properties of helium: expressions given
by the KTA (German committee of nuclear safety standards), the computational tool
REFPROP and a set of constant values for the entire channel. With the use of these three
references it is possible to simulate the flow treating the gas both compressible and
incompressible. The results showed very close values for the interest quantities and revealed
that there are no significant differences in the use of different references used in the project.
Another important conclusion to be observed is the independency of helium in the gas
compressibility effects on thermalfluiddynamic behavior. The study also indicated that the gas
undergoes no severe effects due to high temperature variations in the channel, since this goes
in the channel at 914 K and exits at approximately 1263 K, which shows the excellent use of
helium as a refrigerant fluid in reactor channels VHTGR. The comparison of results obtained
in this work with others in the literature served to confirm the effectiveness of the onedimensional
consideration of method of gas flow in the coolant channel to replace the models
made in 3-D for the pressure range and temperature used in the project since the results
obtained were almost the same in the same operating conditions.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/18766 |
| Date | 19 April 2016 |
| Creators | BELO, Allan Cavalcante |
| Contributors | http://lattes.cnpq.br/3035514390746549, LIRA, Carlos Alberto Brayner de Oliveira |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos Graduacao em Tecnologias Energeticas e Nuclear, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Breton |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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