4.4.2.7 Dispersioni termiche
Si riporta l’andamento delle dispersioni termiche nella dinamica presa in considerazione, ottenuto come output del codice di calcolo :
Dispersioni attraverso le pareti
0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 21 .0 0 0. 0 0 3. 0 0 6. 0 0 9. 0 0 12 .0 0 15 .0 0 18 .0 0 21 .0 0 0. 0 0 3. 0 0 6. 0 0 W parete laterale fondo copertura
Figura 4.31 : Aandamento temporale delle dispersioni attraverso le pareti
Poiché le dispersioni termiche dipendono dalla rispettiva temperatura di parete interna, risulta semplice la comprensione degli andamenti di figura 4.31.
L’unica dispersione che presenta una variazione significativa è quella relativa alla copertura il che dipende dal raffreddamento dei gas di polmonazione, precedentemente evidenziato con l’analisi dei campi di temperatura. Il piccolo incremento della dispersione attraverso la parete laterale relativo alle ore in cui l’impianto è in marcia è dovuto all’aumento di temperatura causato dall’arrivo della portata di Sali dal campo specchi.
E’ da notare il sostanziale accordo dei valori delle dispersioni calcolate attraverso il codice di calcolo con quelli calcolati attraverso l’equazione di flusso esposti nel paragrafo 4.3.1. Come valore delle dispersioni totali attraverso tutta la struttura è lecito considerare quello relativo all’ultimo punto della dinamica presa in considerazione, potendo affermare che il sistema si sia portato ad una condizione di pseudo-stazionario. L’elevato valore iniziale delle dispersioni attraverso la copertura sono da imputare alla condizione iniziale ( 550 °C ), relativa all’intero dominio di calcolo. Si ha pertanto, nel caso di pseudostazionario relativo al tempo t6:
4.4.2.8 Profili di temperatura alle pareti
Al fine di poter individuare le temperature di lavoro di ogni materiale costituente la parete in questione, i profili termici ricavati come output del codice di calcolo, vengono riportati su un diagramma cartesiano sovrapposto ad una schematizzazione della struttura ( confronta con i valori ricavati nel paragrafo 3.1 ) :
Parete laterale :
Figura 4.32 : Profilo di temperatura della parete laterale come output del codice di calcolo
Dalla lettura del profilo termico della parete laterale si ricava che la temperatura di lavoro del guscio metallico è pari a 327 °C, in sostanziale accordo col valore di 330°C ricavato attraverso le equazioni di flusso, ed inferiore al valore limite di 400 °C
Poiché durante la dinamica presa in considerazione, la temperatura interna relativa al bulk dei Sali fusi non subisce rilevanti cambiamenti, il profilo termico non varia al variare del sottointervallo temporale considerato.
Fondazione:
Figura 4.33 : Profilo di temperatura della fondazione come output del codice di calcolo
Anche per la fondazione il profilo termico rimane il medesimo durante la dinamica analizzata. La temperatura del guscio metallico risulta pari a 315 °C in accordo con il valore ottenuto attraverso le equazioni di flusso ed al di sotto del valore limite di 400 °C.
Copertura :
Il profilo termico relativo alla copertura del serbatoio presenta un’evoluzione temporale. La temperatura del guscio metallico subisce un raffreddamento, passando dal valore di 450 °C relativo all’intervallo t1, al valore di 345 °C trascorso l’intervallo t6.
Pur non essendo accettabile, il valore di 450 °C , relativo al tempo t1, dipende da una condizione iniziale in cui il sistema è stato posto interamente al valore di 550 °C.
Poiché t1 è pari solamente a dieci ore, la condizione dei gas di polmonazione è ancora lontana dal valore di pseudo-stazionario, infatti considerando il profilo di temperatura al tempo t6, dopo essere trascorse ormai 34 ore dalla condizione iniziale, si nota come esso tende al profilo ricavato nel paragrafo 3.1 attraverso le equazioni di flusso, relativo ad una condizione stazionaria. Dato che al tempo t6, la temperatura del bulk di Sali fusi, contrariamente a quella dei gas di polmonazione, è molto vicina alla condizione iniziale, non vi sono motivi per ritenere che i gas di polmonazione possano subire un riscaldamento che tenda a riportarli verso i valori relativi al tempo t1.
In altre parole il profili di temperatura per tempi inferiori a t6 non hanno significato fisico ma sono dovuti soltanto alla condizione iniziale di calcolo.
Si può pertanto considerare come valore idoneo alla verifica quello relativo al tempo t6 pari a 345 °C inferiore al valore massimo di 400 °C.
4.4.2.9 Campo di moto
In figura 4.34 è rappresentato il profilo di velocità del fluido termo-vettore su due piani perpendicolari. Il piano orizzontale è posto ad una quota di 500 mm, intermedia tra il fondo del serbatoio ed il piano posto in corrispondenza di sbocco ed imbocco dei Sali fusi, mentre il piano verticale è quello di simmetria del sistema. Il tubo di alimentazione è posto sulla destra della rappresentazione mentre quello di prelievo sulla sinistra.
La simulazione è stata effettuata in regime continuo e stazionario considerando una portata di Sali fusi di 164 kg/s pari a quella nominale. Per aumentare la qualità della rappresentazione del campo di moto, i cui vettori sono dell’ordine di grandezza dei cm/s, si è scelta una scala di velocità compresa tra 0 e 7e-2 m/s, di conseguenza il fluido che scorre all’interno dei tubi di alimentazione e prelievo risulta fuori scala.
Considerazioni :
1 ) Il campo di moto risulta uniforme su tutto il dominio non manifestando alcun tipo di percorso preferenziale in accordo con il basso valore di viscosità del fluido alla temperatura di processo.
2 ) La particolare disposizione del tubo di alimentazione, avente sbocco nella parte bassa del serbatoio, genera un richiamo di fluido dall’alto che per continuità si traduce in un ricircolo massivo ben evidente sul piano verticale di simmetria. Tale considerazione permette al sistema di avere un miscelamento sufficiente per gli scopi per cui è progettato essendosi già osservata l’assenza di stratificazioni termiche con l’analisi dei campi di temperatura.
Pertanto non si ritiene necessario l’utilizzo di particolari sistemi di distribuzione
