Avaliação de um injetor automotivo para geração de gotas no estudo do processo de resfriamento do núcleo de reatores nucleares a água pressurizada - Telli, Eduardo Dambros (My University, 2020)
In order to improve an experimental workbench used to study the heat and mass transfer of a Pressurized Water Reactor (PWR) during a loss-of-coolant accident (LOCA) at sub-channel scale, has been emerged a demand for the replacement of a piezoelectric injector for another one capable to provide higher flow rate of injected water. These injected droplets are mixed with water vapor at high temperature, providing a dispersed steam-droplets flow that is injected in the test section. This work is an experimental characterization of a Marelli TM IWP220 electromagnetic automotive injector operating with demineralized water. The main purpose is to understand how the injector mass flow and droplet velocity and diameter vary according to adjustable parameters such as pressure injection and duty cycle. Scale weight apparatus was used to measure sprayed water mass through certain time to obtain mass flow rate and a Phase Doppler Anemometry (PDA) system to measure the droplets velocity by Doppler Effect and their diameter by phase difference. The results provided characteristic curves regarding these parameters, which in turn serve for evaluating and comparing injection capability to supply the desired droplet characteristics for dispersed flow film boiling studies. By the end of this document, a value comparison is made of droplet diameter, droplet velocity and volumetric between the piezoelectric injector to be replaced and the automotive injector, being the ladder more suitable for reproducing LOCA condition values (sic).
No intuito de aperfeiçoar uma bancada experimental utilizada para fins de estudo das transferências mássicas e térmicas de um reator nuclear de água pressurizada (Pressurized Water Reactor - PWR) em situação de Acidente de Perda de Refrigerante (APR), surgiu a demanda de substituição de um injetor piezoelétrico por um outro capaz de fornecer maior vazão. As gotas de água são misturadas com vapor de água em alta temperatura, ocorrendo um escoamento disperso de vapor com gota, que reproduz os efeitos de transferências bifásicas. Este trabalho é uma caracterização do comportamento de um injetor automotivo eletromagnético Marelli TM, operando com água desmineralizada com o objetivo de entender como ocorre a variação da vazão e das características das gotas do injetor em função de parâmetros ajustáveis como pressão e ciclo de trabalho. Os métodos de medição empregados foram a medição de vazão por pesagem, por tempo e a utilização da técnica de anemometria à raio laser (PDA) para medição do diâmetro e velocidade de gota. Os resultados fornecem curvas características do injetor que permitem comparar a capacidade de injeção requerida para a reprodução do escoamento em questão, contribuindo para os estudos da área. Ao final do trabalho, é feita uma comparação dos valores de diâmetro de gota, velocidade de gota e fração volumétrica de gotas entre o injetor piezoelétrico a ser substituído e o injetor automotivo em questão, concluindo que o último reproduz uma faixa de valores mais próximos daqueles encontrados na literatura para o escoamento disperso de vapor com gotas nas condições de APR (sic).
Keywords: Engenharia mecânica; Reatores nucleares; Reatores de água pressurizada