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1、某压水堆的棒束燃料组件为纵向流过的水所冷却。若在燃料元件通道进口处的冷却剂温度为 t = 280 C,流速为V = 4ms。燃料元件表面热流密度q = 2.1 x 106 W m2 o反应堆的 f ,in工作压力P二14.7MPa ,其栅格为正方形排列（如图所示），棒径d=10mm,栅距P = 13mm。 分别求距进口 0.2m和3.0m处的换热系数及燃料元件外表面温度。已知:k 二 0.565W /v =卩 v = 88.88x10-6 x0.001379 = 0.1226x10-6m/ s , Pr=0.864Nu = C Re0.8 Pr1/3PP1.1 d 1.3，C = 0-042
2、- 一 O.24P=14.4MPa, t=290C 时，P = 745kg/m3 (近似)Cp=5.2kJ/kgC (近似)a0j(q 0.25=25丄106 丿exp p , ts=340C (近似)16.2 丿 s解:(q、0.25=25丄 (106 丿exp （62丿可得tw,ONB(q 0.25=t + 25 丄s(106丿exp=342.95 C(1) 距进口 0.2m处因 AH = H H = C (t t )0.20.2inp f ,0.2f ,in贝 9 t =t+AH Cf ,0.2 f ,in0.2 p又 ah= 0.2qd =02空=48.95J / kg0.2p AVp
3、 (P 2 兀 d 2/4)V则 t = t+AHC = 289.4 Ctf ,0.2f ,in02： ps小4P2 一兀d2=11.53mmDe =兀dRe = uDe = 3.76 x105P因一=1.3，所以 C = 0.042 1.3-0.024 = 0.0306 dNu = 0.0306 Re0.8 Pr1/ 3 = 839.4Nu kh =f = 41.24 x103 w /(m2 K)2 分De因 q = h (t一 t )cs ,.02 f ,0.2则：t = t += 340.3 Ccs ,0.2f ,0.2 h因t t4 分f ,in3.0 pS因此，该处的换热为饱和沸腾换
4、热，则tcs,3.0=t + 25s丄 1106 丿A 0.25exp=342.95 Ch = q/(t一t ) = 71.186x103 w/(m2 K)5 分3.0cs ,3.0s某压力壳型轻水堆的棒束燃料组件为纵向流过的水所冷却，冷却水的平均温 度为300C，平均流速为4米/秒，燃料元件的平均热流量为1430KW/米2工作 压力为14.7MPa，栅格为正方形(如图1所示)，燃料元件直径为10毫米，包壳厚 度为0.5毫米，燃料芯块外径为8.8毫米，栅距为13毫米。求：(1) 平均放热系数及元件外表面的平均温度。(2) 包壳内表面温度和燃料中心温度。已 知： Nu = 0.0306Re0.8
5、Pr0.4， 在该压 力下，k = 0.565W / m. C，fV = 0.1226X10-6m2 /s,Pr = 0.864，k = 13.0V /m.C，k = 3.5V/ m.C，间 fcu隙等效传热系数为h二5678V /(m2.C)，燃料和包壳的热导率随温度的变化可g1分忽略。小4P2-兀d2s解： De = 11.53mmRe = uDe = 3.76 x105vNu = 0.0306 Reo.8 Pri/3 = 839.4Nu - kh =f = 41.24 x 103 w /(m2 - K)3 分De因 q = h(t 一 t )cs f有：t = t + q = 334.7
6、 C3 分cs f h(2) q =兀 d q = 4.4925kW / m1 分lcstciq , d ccc /=t +i In 金=392.6 Ccs 2兀 kdccit = t + i = 672.5 C3 分u ci 兀 d hci gt 二 t + 纟二 1693.9 C3 分o u4 兀 ku已知Pk (t)dt = 2和下表。用U02制成的圆柱形芯块的线功率q = 450W cm , u4兀1tut二720 C,则芯块的中心温度是多少？(积分热导率见下表)u解：因 ftotu所以则有k (t)dt = f t k (t)dt -f tu k (t)dtu 0 u 0 uf to
7、 k (t)dt - f tu k (t)dt =0 u0 u4 兀ftok (t)dt =住 + ftuk (t)dt0 u4兀0 uf800k (t)dt - f700k (t)dtu0 u(800 700)因此0由表差值可得(t)dt = f720 k (t)dt = f700 k (t)dt + f0 u 0 u42.02 38.65 =38.65 +- 20 = 39.324Wcm100450k (t)dt =+ 39.324 = 75.134Wcmu4兀-(720 - 700) 3 分t =2155+o75.134 74.8879.16 74.88-(2343 2155) = 2166.16 oC3分
