Статья 6221

Название статьи

Верификация математической модели акустического тракта ультразвукового метода измерения расстояний
до нагретой вертикальной пластины в присутствии естественной конвекции 

Авторы

Александра Владимировна Воронина, аспирант, старший преподаватель, кафедра ядерных реакторов и материалов, Димитровградский инженерно-технологический институт – филиал НИЯУ «МИФИ» (Россия, Ульяновская обл., г. Димитровград, ул. Куйбышева, 294), AVVoronina@mephi.ru
Сергей Владленович Павлов, доктор технических наук, доцент, заведующий базовой кафедрой при ООО НПФ «СОСНЫ», Димитровградский инженерно-технологический институт – филиал НИЯУ «МИФИ» (Россия, Ульяновская обл., г. Димитровград, ул. Куйбышева, 294), pavlov@sosny.ru

Индекс УДК

620.179.162 

DOI

10.21685/2072-3059-2021-2-6 

Аннотация

Актуальность и цели. Представлена математическая модель акустического тракта ультразвукового метода измерения расстояний до нагретой вертикальной пластины, разработанная в приближении геометрической акустики. На основании модели выделены факторы, влияющие на результат измерения времени распространения ультразвуковых волн. Целью работы является оценка применимости модели при разработке ультразвуковых эхо-импульсных измерительных систем. Материалы и методы. Верификация модели акустического тракта проводилась путем сопоставления численных и экспериментальных данных, полученных авторами при моделировании воздействия различных факторов на результаты измерений ультразвукового метода. Результаты и выводы. В результате проведения верификации показано, что расчетные данные, полученные с использованием разработанной модели, дают хорошее согласие с экспериментальными данными. Проведенные исследования позволили сделать вывод о том, что представленная модель может использоваться при разработке измерительных систем, основанных на ультразвуковом эхо-импульсном методе.

Ключевые слова

ультразвуковой метод, ультразвук, модель, геометрическая акустика, естественная конвекция, рефракция 

 

 Скачать статью в формате PDF

Список литературы

1. Ермолов И. Н. Теория и практика ультразвукового контроля. М. : Машиностроение, 1981. 240 с.
2. Королев М. В. Эхо-импульсные толщиномеры. М. : Машиностроение, 1980. 114 с.
3. Горбатов А. А., Рудашевский Г. Е. Акустические методы измерения расстояний и управления. 2-е изд., перераб. и доп. М. : Энергоиздат, 1981. 207 с.
4. Xu Yuanhuan, Nie Yong Distortion. Measurement for Fuel Assemblies with Ultrasonic Technique // Post-Irradiation Examination and In-Pile Measurement Techniques for Water Reactor Fuels. Vienna: IAEA, 2009. IAEA-TECDOC-CD-1635.
5. Павлов С. В. Неразрушающие ультразвуковые методы исследований облучённого топлива ядерных реакторов. Димитровград: ОАО «ГНЦ НИИАР»,2013.256 с.
6. Гапшис А. А., Каспарайтис А. Ю., Модестов М. Б. [и др.]. Координатные измерительные машины и их применение. М. : Машиностроение, 1988. 328 с.
7. Воронина А. В., Павлов С. В. Математическая модель акустического тракта эхоимпульсного метода измерения геометрических параметров тепловыделяющей сборки ядерного реактора в приближении геометрической акустики // Вестник НИЯУ «МИФИ». 2020. Т. 9, № 3. С. 217–225. doi:10.1134/S2304487X20030104
8. Выборнов Б. И. Ультразвуковая дефектоскопия. М. : Металлургия, 1985. 256 с. 
9. Свердлин Г. М. Прикладная гидроакустика. Л. : Судостроение, 1976. 280 с.
10. Павлов С. В., Шалагинова Т. М., Михайлов С. В., Прокуданов Д. Л. Исследование влияния естественной конвекции на результаты измерения геометрических характеристик твэлов и тепловыделяющих сборок ультразвуковыми методами в условиях бассейнов выдержки : препринт. Димитровград : НИИАР, 1991. 28 с.
11. Lock G. S. H., F. J. de B. Trotter Observations on the structure of a turbulent free convection boundary layer // Int. J. Heat Mass Transfer. 1968. Vol. 11. P. 1225–1232. doi:10.1016/0017-9310(68)90193-2
12. Vliet G. C., Liv C. K. An Experimental Study of Turbulent Natural Convection Boundary Layers // Journal of Heat Transfer. 1969. Vol. 92. P. 517–531.
doi:10.1115/1.3580236
13. Qureshi Z. H., Gebhart В. Transition and transport in a buoyancy driven flow in water adjacent to a vertical uniform flux surface // Int. J. Heat Mass Transform. 1978. Vol. 21. P. 1467–1479. doi:10.1016/0017-9310(78)90003-0
14. Воронина А. В., Павлов С. В. Методика и программа расчета скорости звука в воде в условиях естественной конвекции у поверхности тепловыделяющих сборок ядерных реакторов // Вестник национального исследовательского ядерного университета МИФИ. 2019. Т. 8, № 5. C. 465–472. doi:10.1134/ S2304487X19050080

 

Дата создания: 28.06.2021 08:11
Дата обновления: 20.09.2021 11:35