Il programma di calcolo sviluppato per la soluzione del problema, denominato PGV-1, e rappresentato nel diagramma di flusso di fig. 8 e si articola in diverse sequenze:
a) - Lettura dei dati in ingresso.
In questa operazione si esegue la lettura del data-set contenente i valori numerici delle grandezze utilizzate per la soluzione delle equazioni.
Viene definita anche una matrice ITC che riferisce ad ogni connessione k i corrispondenti canali i e j (ni ve
22
-FIGURA 6
Scala 1:1
FIGURA 7
« O O J M O W P W N H O l O O B M O W i r W N H O I O O O N a m W j r V I M H O I O W M O V I t W N H
u il il u n n n n n ti il n it n ti ti ti n ii li n il n n n n ti n il n n n n li n il it ti n
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N n ti n n il ii ' ii it n n it ii H n n ii n n ii n ti n n n n ti u u n n n ti u ti n ti
M H O O l O S S O O v l O » ( n v n U < « ' W 4 r N M H O l O O e H l O > j O ) O > U I P V t V l W N > H I 0 N l U l Ci
c e Il II
M A I R I C E
-
26-Start
I
Lettura e stampa dei dati di input
Calcolo e stampa delle caratteristiche geometriche
I
Elaborazione dei dati di confronto
i
Definizione delle condizioni al contorno per la pressione p e la portata assiale m
x = 0
Calcolo del numero di Reynolds,della velocità, del
I
fattore d'attrito per ogni canale
Calcolo delle portate trasversali W(x) e W'(x) per ogni connessione
x = x di stampa?
X
3 S
Stampa di W(x) ,W (x) ,p(x) ,m(x)
x = x +Ax
x = TL?
3H
Determinazione delle matrici .Sj[S Je I/A.
Calcolo della Calcolo della
portata m(x-< A x ) per ogni f
pressione p(x+Ax) per
*
canale ogni canale
no Confronto dei risultati sperimentali con i risultati
calcolati da] programma
I
Stop
FIGURA 8
da la fig. 7 ) .
b) - Scrittura dei dati di ingresso.
Questa operazione si rende necessaria per poter control_
lare che non siano stati commessi errori nel processo di scrit tura dei dati di input, e per poter avere un riferimento pre ciso per ogni soluzione ottenuta.
e) - Determinazione delle caratteristiche geometriche.
A causa della complessa geometria del sistema la deter-minazione delle caratteristiche geometriche (quali diametri idraulici, area delle sezioni di passaggio del fluido nei ca nali, area delle superfici di connessione tra canali adiacen ti) richiede una particolare attenzione.
Per mantenere una visione di insieme del programma prin cipale si e ritenuto opportuno effettuare questi calcoli in un sottoprogramma denominato GEOM.
d) - Scrittura delle caratteristiche geometriche.
Anche questa operazione ha solamente lo scopo di permei^
tere un controllo.
e) Determinazione e scrittura della matrice S ed S . Il calcolo della matrice Q f ] viene eseguito in un sottoprogramma denominato MATRS.
f) - Determinazione e scrittura della matrice [j/AJ.
La matrice [J/A] e una matrice i cui elementi hanno una natura essenzialmente geometrica e quindi questa operazione
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-avrebbe potuto essere conglobata nel sottoprogramma CEOM.
Per tenere separato il puro calcolo delle caratteristi-che geometricaratteristi-che da cib caratteristi-che rappresenta invece la costruzione della soluzione del problema si e preferito calcolare la ma-trice [i/A] in un altro sottoprogramma denominato MATAM1.
g) - Elaborazione dei dati di confronto.
Relativamente al modello di generatore di vapore reali^
zato dalla società Alsthom si hanno a disposizione alcuni da ti per quanto riguarda le velocità del fluido nella sezione
che per il presente calcolo e considerata di uscita.
Come si pub osservare dalla fig. 9 questi dati non sono direttamente confrontabili con quelli che si ottengono dal codice PGV-1; infatti rappresentano risultati di misure pun-tuali di velocità.
Attraverso un processo di media delle velocità rilevate su punti corrispondenti in diversi settori e stato possibile definire una velocità media puntuale per la parte di sezione alla quale si fa riferimento (si veda la fig. 10 e la tav. 6 ) .
I risultati dedotti da queste elaborazioni sono espres-si nella tav. 7 (relativamente ad una portata di 169i236 li-tri al secondo) e sono stati introdotti nel programma median te il vettore VSPER; verranno poi utilizzati per il confron-to con i risultati dedotti dalla soluzione numerica delle e-quazioni di conservazione della massa e della quantità di mo_
to.
30
-FIGURA 10
4
misura
Misure puntuali di velocità (Alsthom)
TAVOLA 6
32
Velocità media del fluido in ogni canale (Alsthom)
TAVOLA 7
h) - Impostazione delle condizioni al contorno .
Le condizioni al contomo sono stabilite dai valori del la pressione e della portata nella sezione di ingresso (la sezione P nella fig. 2 ) .
Il valore della pressione in ingresso e ottenuto eseguen do una interpolazione lineare dei dati emersi dalle misure e-eeguite dalla società Alsthom, mentre la portata in
ingres-so per ogni canale si ottiene considerando una portata di 169,236 litri al secondo con velocità uniforme su tutta la sezione;
questo e giustificato dal fatto che le disuniformità di flus so che si originano nei pressi della testa di ingresso vengo no ridotte dalla presenza di numerosi setti e griglie situa-ti tra la testa di ingresso e la sezione P^ .
La portata fluente nel generico canale i in prossimità della sezione P^ e quindi
m
i =
( Qt o t
/ At o t )
Ai e
con:
Q+ + = portata totale in ingresso (169,236 litri/sec.);
T O T
A. . = area totale della sezione di passaggio del fluido nel tot
fascio tubiero;
p = densità del fluido.
i) - Calcolo della velocità del fluido, del numero di Reynolds e del fattore d'attrito in corrispondenza della sezione P3 (x = 0) .
Con riferimento ai valori per la portata determinati pre cedentemente viene calcolata la velocità del fluido per ogni canale, da cui si deduce il numero di Reynolds. Il fattore
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-d'attrito viene calcolato mediante la correlazione f = a Re essendo a = 0,16 e b = - 0,16.
1) - Scrittura della velocità .
Solo se la quota x ha un valore prestabilito il program ma dà il consenso per la scrittura della velocità.
m) - Calcolo della portata trasversale di deviazione .
Mediante l'espressione (4) viene calcolata la portata per unità di lunghezza W. ; al coefficiente empirico C.
viene assegnato il valore 0,0031.
n) - Calcolo della portata trasversale turbolenta.
Questo calcolo e eseguito tramite la correlazione (3)j si e assunto il coefficiente empirico p pari a 10 ,
o) - Stampa della pressione, della portata assiale, e delle portate trasversali .
Solamente quando x assume determinati valori prefissa-ti il programma dà il consenso alla scrittura di tali grandejz ze.
p) - Calcolo della portata assiale alla nuova quota x + J x.
Dalla equazione di continuità (1), risulta che la portata in un generico canale i alla quota x + ^j x e data dalla relazione :
m.(x+J x) = mi(x) + ( S T W ) ^ x
dove :
m. (x) = portata assiale alla quota x
m.(x+^x) = portata assiale alla quota x + /j x
(STW). = elemento i del vettore costituito dal prodotto
' [«•])•(•
q) - C a l c o l o dei p r o d o t t i : 1/A| S
T, 1/A S
TM u l
| 1 / A | | S M U H ,