Ученые Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» (НИЯУ МИФИ) разработали методику, позволяющую прогнозировать смену режимов теплоотдачи в современных энергетических установках. Эта методика существенно повысит безопасность энергетических установок, в том числе активных зон ядерных реакторов.

Результаты исследования опубликованы в журнале Experimental Heat Transfer.

Теплоотдача – обмен тепла между движущейся средой (теплоносителем) и нагретой поверхностью (тепловыделяющим элементом). На эффективность теплоотдачи влияют расход, температура и давление. Диагностика условий изменения режима теплоотдачи или закипания теплоносителя важна для обоснования надежности активных зон легководных ядерных реакторов.

Известно, что в реальной энергетической установке теплофизические параметры (расход, температура, давление) испытывают хаотические колебания около среднего значения. Измерение средних значений позволяет определять только текущее состояние системы.

Ученые НИЯУ МИФИ комбинировали статистический и частотный анализы колебаний измеряемых параметров. Это дало возможность не только диагностировать, но и прогнозировать состояние системы, а также возможные переходы от одних режимов теплоотдачи к другим.

«Разработанная методика поможет предсказать наступление кипения теплоносителя и переходы к режимам с ухудшенной теплоотдачей. Это существенно повысит безопасность эксплуатации энергетических установок», – прокомментировал сотрудник Института ядерной физики и технологий НИЯУ МИФИ Максим Делов.

Следующим этапом работы авторы называют создание автоматизированной системы диагностики и прогнозирования в режиме реального времени.