Development and Testing of a Methodology for Assessing of the Correlation Velocity Measurements’ Accuracy for the Hydrodynamic Investigations of the Turbulent Coolant Flow in Nuclear Reactor Elements

Abstract

Корреляционный метод измерения расхода теплоносителя находит широкое применение в исследовательской практике, в том числе для изучения турбулентных потоков теплоносителя в масштабных моделях элементов ядерных энергетических установок. Целью данной работы являлась отработка методики оценки влияния шума, регистрируемого измерительной системой, на показания скорости потока, полученные с применением корреляционного метода. Представлена методика оценки влияния шума, а также взаимного расположения и периода опроса чувствительных элементов на основе кондуктометрической измерительной системы: пространственных кондуктометров сетчатой конструкции. Незначительная концентрация раствора соли (NaCl или Na2SO4 ) используется в качестве пассивной примеси, создающей градиент проводимости среды, регистрируемый кондуктометрической системой. В качестве переносимых возмущений в работе используются турбулентные пульсации на границе раздела двух спутных струй с одинаковыми скоростями в канале квадратного сечения. Представлены значения времени транспорта турбулентности между пространственными кондуктометрами, результаты оценки спектральной плотности мощности и ширины регистрируемого сигнала, а также полученные на их основе отношения сигнал-шум измерительной системы, в дальнейшем использованные для оценки доверительного интервала времени транспорта. В результате измерений получены зависимости величины доверительного интервала от времени регистрации показаний пространственных кондуктометров. Измерения, проведённые при различном взаимном расположении кондуктометров, позволяют сделать обобщающий вывод о росте спектральной ширины сигнала и, как следствие этого, уменьшение длины доверительного интервала с увеличением расстояния между датчиками. Представленная работа является апробацией данного подхода для его применения в составе экспериментальной модели ядерного реактора с целью определения поканальных расходов в каналах имитатора активной зоны при помощи сетчатых кондуктометрических датчиков с учётом влияния шума, регистрируемого измерительной системой.