هذا العمل كان تدعمها المؤسسة الوطنية للبحوث في كوريا (جبهة الخلاص الوطني) منحة ممولة من حكومة كوريا (مسيب: وزارة العلوم وتكنولوجيا المعلومات والاتصالات وتخطيط المستقبل) (رقم NRF-2016M2B2A9911771).

1-"الإجراء التجريبي" 4 ، ، من 5 6 <ol><li>إعداد الخطوة <ol><li>تحقق المنشأة التجريبية. استناداً إلى مصفوفة الاختبار، فحص دقيق لشروط اختبار مصفوفة الاختبار، مثل المحلي الحجم، SBL حجم وأنواع قواطع السيفون ووجود الفوهة، قبل التجربة. أيضا، اختبار للتأكد من أن الريس ومكونات مرفق يعمل بشكل صحيح دون ضجيج البيانات أو أعطال.</li>
		<li>ملء الخزان العلوي بالمياه باستخدام مضخة العودة المثبتة داخل الخزان السفلي.</li>
		<li>إزالة الهواء المتبقية داخل SBL. استخدام مضخة فراغ والغرفة العازلة لإزالة الهواء المتبقي من SBL.</li>
		<li>التحقق من مستوى المياه الأولية للخزان العلوي. استخدام المسطرة على الصهريج.</li>
	</ol></li> <li>خطوة اختبار <ol><li>فتح الصمام في نهاية نظام الأنابيب.</li>
		<li>باستخدام نظام الحصول على البيانات في غرفة التحكم، تحقق من البيانات المقاسة، مثل منسوب المياه ومعدل التدفق، وتغيرات الضغط، خلال ظاهرة كسر السيفون. إذا لم يكن هناك لا تدفق سائل التبريد، التجربة الأولى، ينتهي. أخيرا، تسجيل النتائج التجريبية التي تم الحصول عليها بشروط اختبار معين.</li>
	</ol></li> <li>تغيير متغيرات الاختبار (SBL الحجم وحجم المحلي ووجود الفوهة والموقف المحلي) على النحو التالي.
	<ol><li>تغيير الحجم SBL تباعا إلى 2 و 2.5، 3، 4، 5 و 6 في؛ SBL معين متصل بالانبوب الرئيسي بشفة مشتركة في الموضع 2 في الشكل 2- 
		ملاحظة: يتم تغيير المتغيرات التجريبية، مثل حجم SBL والحجم المحلي ووجود الفوهة، استخدام المشترك شفة مع البراغي والمكسرات. ولذلك، وهذه العمليات تجري يدوياً.</li>
		<li>كرر الخطوات 1.1.1-1.2.2 حتى الانتهاء من جميع التجارب أحجام SBL.</li>
		<li>"مع المحلي" في موقف 1، تغيير حجم المحلي تباعا إلى 6، 8، 10، 12، 14 و 16 بوصة؛ والمخفض معين متصل بالانبوب الرئيسي بشفة مشتركة في موقف 3 في الشكل 2-</li>
		<li>كرر الخطوات 1.1.1-1-3-2 حتى الانتهاء من جميع التجارب أحجام المحلي.</li>
		<li>تثبيت الفوهة (أو إزالة الفوهة) متصل بالانبوب الرئيسي بشفة مشتركة في الجزء السفلي من الخزان العلوي- 
		ملاحظة: تجارب الخطوة السابقة أجريت مع غياب (أو حضور) للفوهة. ولذلك، الفوهة ينبغي تثبيت (أو إزالة) للتجربة المقبلة.
		<ol><li>للقيام بهذا العمل، التأكد من أنه لا توجد مياه داخل الصهريج العلوي-</li>
		</ol></li> <li>كرر الخطوات 1.1.1-1-3-4. لتأكيد تأثير حجم SBL والمحلي تحت وجود (أو غياب) من الفوهة، كرر الخطوة السابقة.</li>
		تغيير <li>المحلي إلى موقف 2، كما أجريت تجارب للخطوة السابقة مع الوضع المحلي 1. تغيير موضع المحلي للتجربة المقبلة. 
		ملاحظة: في الإعداد التجريبية، التي شيدت الموقفين المحلي. كل أنبوبة المحلي مع صمام فراشة عزلة متصل بنظام أنابيب رئيسية.
		<ol><li>لتغيير الموقف المحلي، إغلاق صمام فراشة العزلة في الموقف المحلي 1 وفتح الصمام في الموقف المحلي 2-</li>
		</ol></li> <li>كرر الخطوات 1.1.1-1-3-6-</li>
	</ol></li></ol> 2. تشغيل "برنامج المحاكاة" <ol><li>انقر على أيقونة البرنامج لتنفيذ "برنامج محاكاة الكسارة السيفون". 
	ملاحظة: الإجراء الذي يتجلى في تكميلية الفيديو 1. كما هو موضح، الشاشة الأولى من برنامج المحاكاة يتكون من 4 أزرار (إظهار المعلمة، وتشغيل، ودليل، والخروج). عندما يقوم المستخدم بالنقر &#39; إظهار معلمات &#39; زر، يفتح نافذة أوامر جديدة، وأنه يتضمن قائمة المعلمات. يكون المستخدم قادراً على تعديل وتأكيد القيم العددية للمتغيرات. &#39; تشغيل &#39; يقوم الزر الحسابات عن طريق استبدال معلمات الإدخال إلى أن الصيغ المضمنة. &#39; دليل &#39; زر للأخطار بإصدار البرنامج والاستخدام، &#39; خروج &#39; زر إغلاق البرنامج. يتم إظهار النتائج في &#39; "إظهار نتائج" &#39; windows.</li>
	<li>انقر فوق &#34; عرض المعلمة &#34; زر.</li>
	<li>تغيير بيانات الإدخال النظر في ظروف محاكاة معين.</li>
	<li>انقر فوق &#34; تشغيل &#34; زر.</li>
	<li>التحقق من الشكل البياني منسوب المياه &#39; "إظهار نتائج" &#39; النافذة. البرنامج ينظم قيم النتيجة مع مرور الوقت، ويرسم الرسم البياني تلقائياً.
	<ol><li>من خلال الشكل في الرسم البياني، بصريا تؤكد إمكانية كسر السيفون؛ وإذا كان مستوى المياه أو ارتفاع السبب له نفس قيمة دائماً حتى النهاية، كسر السيفون ممكن تحت شروط معينة. انظر الشكل 3-</li>
	</ol></li> <li>تحقق النواتج الأخرى &#39; "إظهار نتائج" &#39; النافذة. لاحظ أن هناك ثمانية خيارات (منسوب المياه السبب الارتفاع، والضغط، وسرعة المياه، السرعة الجوية، السرعة خليط مرحلتين، والكمية والاحتكاك) للتحقق من الإخراج. حدد نوع الرسم البياني باستخدام خانة الاختيار- 
	ملاحظة: من السهل فهم ظاهرة كسر السيفون لمحة سريعة لأنه يمكن رؤية تغيير كل قيمة مع مرور الوقت من خلال الرسم البياني-</li>
	<li>تأكيد القيمة المحددة للإخراج اعتماداً على الوقت بالنقر &#34; حساب في وقت محدد &#34; زر. أدخل الوقت المطلوب وتحقق النتائج وفقا للوقت المحدد.</li>
	<li>حفظ كافة البيانات نتيجة المحاكاة بالنقر &#34; حفظ البيانات &#34; زر. 
	ملاحظة: يتم حفظ النتائج في شكل ملف نصي، وظروف محاكاة يتم حفظ معا.</li>
</ol>

<ol>
	<li>McDonald, J., Marten, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> A Siphon Break as a Blocking Valve. , (1958).</li><li>. Siphon Breaker Design Requirements 12. Experimental and Analytical Study Available from: <a target="_blank" href="https://www.osti.gov/scitech/biblio/6623426">https://www.osti.gov/scitech/biblio/6623426</a> (1993)</li><li>Sakurai, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=JAERI-Research+99-016.">JAERI-Research 99-016.</a> Study for Improvements of Performance of the Test and Research Reactors. , (1999).</li><li>Kang, S. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Final Report of Experimental Studies on Siphon Breaker. , (2011).</li><li>Kang, S. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Experimental Study of Siphon breaker. , (2013).</li><li>Kang, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Siphon Breaker Design on Research Reactor with Real-Scale Experiment. , (2015).</li><li>Fossa, M., Guglielmini, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pressure+Drop+and+Void+Fraction+Profiles+during+Horizontal+Flow+through+Thin+and+Thick+Orifices.">Pressure Drop and Void Fraction Profiles during Horizontal Flow through Thin and Thick Orifices.</a> Exp. Thermal Fluid Sci. 26, 513-523 (2002).</li><li>Lee, K. Y., Kim, W. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+siphon+breaker+simulation+program+for+investing+loss+of+coolant+accident+of+a+research+reactor.">Development of siphon breaker simulation program for investing loss of coolant accident of a research reactor.</a> Ann. Nucl. Energy. 101, 49-57 (2017).</li><li>Lee, K. Y., Kim, W. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Theoretical+Study+on+Loss+of+Coolant+Accident+of+a+Research+Reactor.">Theoretical Study on Loss of Coolant Accident of a Research Reactor.</a> Nucl. Eng. Des. 309, 151-160 (2016).</li><li>Lee, K. Y., Seo, K. W., Chi, D. Y., Yoon, J. H., Kang, S. H., Kim, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+and+analytical+studies+on+the+siphon+breakers+in+research+reactor.">Experimental and analytical studies on the siphon breakers in research reactor.</a> European Research Reactor Conference. , 18-22 (2012).</li></ol>

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

الكسارة سيفون جهاز سلامة تعمل بصورة سلبية تستخدم للحيلولة دون فقدان المبرد عند حدوث حادث تمزق أنبوب. ومع ذلك، من الصعب تطبيق لمفاعلات البحوث المعاصرة لأن هناك لا تجربة لمفاعلات البحوث الحجم الحقيقي. ولهذا السبب، أجرى POSTECH وأجروا التجربة الحجم الحقيقي. وكان الغرض من هذه التجربة للتأكد من أ...

عدد المفاعلات باستخدام لوحة من نوع الوقود، مثل الأردن للبحث والتدريب المفاعل (جرتر) ومفاعل الأبحاث الجنود (كير)، وقد ازدادت في الآونة الأخيرة. من أجل توصيل الوقود من نوع اللوحة بسهولة، يتطلب مفاعل الأبحاث الذي تدفق نزولي أساسية. منذ مفاعلات البحوث تتطلب صافي رأس شفط إيجابية من نظام التبريد الرئيسي، يمكن تثبيت بعض مكونات نظام التبريد يحتمل أن تكون أسفل المفاعل. بيد في حالة حدوث تمزق الأنابيب في نظام التبريد الرئيسي أسفل المفاعل، يسبب تأثير سيفون التصريف المستمر لسائل التبريد يمكن أن تؤدي إلى تعرض المفاعل للهواء. وهذا يعني أن الحرارة المتبقية لا يمكن إزالتها، يمكن أن تؤدي إلى حادث خطير. ولذلك، في حالة فقدان المبرد الحادث (المحلي)، جهاز سلامة التي يمكن أن تمنع وقوع حادث خطير ضروري. الكسارة سيفون جهاز سلامة. فعالية منع تصريف المياه باستخدام إينروش الجو. ويسمى النظام بأكمله السيفون كسر النظام.
وأجريت عدة دراسات لتحسين سلامة المفاعلات البحثية. ماكدونالد ومارتن1 نفذت تجربة بغية التأكد من أداء السيفون كسر صمام الكسارة تعمل بنشاط. نيل وستيفنس2 إجراء تجربة استخدام الكسارة سيفون كجهاز تعمل بشكل سلبي في أنابيب صغيرة الحجم. واقترح ساكوراي3 نموذج تحليلي لتحليل السيفون كسر حيث تم تطبيق نموذج تدفق هواء والماء منفصلة تماما.
السيفون كسر معقدة للغاية لأن هناك الكثير من العوامل التي يتعين النظر فيها. وعلاوة على ذلك، لأنه قد لم يتم إجراء تجارب لمفاعلات البحوث الحجم الحقيقي، من الصعب تطبيق الدراسات السابقة لمفاعلات البحوث المعاصرة. ولذلك، لم تقدم الدراسات السابقة نموذج نظرية مرضية لكسر السيفون. ولهذا السبب، أجريت تجربة الحجم الحقيقي لوضع نموذج نظري.
للتحقيق في تأثير الكسارة السيفون على مفاعل لأبحاث، أجريت تجارب التحقق الحجم الحقيقي "جامعة بوهانج للعلوم" والتكنولوجيا (POSTECH) ومعهد بحوث الطاقة الذرية كوريا (أجروا)4،5 ،6. ويمثل الشكل 1 مرفق الفعلية للتجربة الكسارة السيفون. ويبين الشكل 2 الرسم تخطيطي المرفق ويتضمن علامة مرفق.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55972/55972fig1.jpg"> 
رقم 1. مرفق للسيفون كسر التجربة المظاهرة. حجم الأنبوب الرئيسي 16 في ويتم تثبيت نافذة بأكريليك للمراقبة. الفوهة جهاز أعد لوصف انخفاض الضغط. ولذلك، هناك جزء الجمعية فوهة في الجزء السفلي من الخزان العلوي. <a href="//ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/55972/55972fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55972/55972fig2.jpg"> 
رقم 2. الرسم التخطيطي لمرفق تجريبي- ويقدم موقع نقاط القياس. وتشير الأرقام إلى هذه المواقع ذات الصلة؛ قم بوضع نقطة 0 يعني مدخل الكسارة السيفون، النقطة 1 تعني أن مستوى المياه والنقطة 2 يدل على جزء متصل من قواطع السيفون والأنابيب الرئيسية والنقطة 3 يدل المحلي. <a href="//ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/55972/55972fig2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
مرفق تجريبي السيفون الكسارة يتكون من دبابة العلوي، وخزان أقل، نظام أنابيب، ومضخة لعودة. قدرة الخزان العلوي هو 57.6 م3. منطقة القاع والعمق هي 14.4 م2 (4 م x 3.6 م) وم 4، على التوالي. أقل من الدبابات والموقف المحلي م 8.3 يقع أسفل الخزان العلوي. قدرة خزان أقل من 70 م3. يتم استخدام الخزان السفلي لتخزين المياه أثناء التجربة. الخزان السفلي متصل بالمضخة العودة. يتم ضخ المياه في الخزان السفلي في الخزان العلوي. حجم الأنبوب الرئيسي لنظام الأنابيب هو 16 في. النهاية لخط الكسارة السيفون (SBL) هو m 11.6 يقع أعلى الأنابيب أقل تمزق نقطة. وبالإضافة إلى ذلك، يتم تثبيت windows اﻷكريليك على الأنابيب للتصور، كما هو مبين في الشكل 1.
تم تركيب عدة أجهزة لقياس الإشارات الجسدية. واستخدمت اثنين من محولات طاقة الضغط المطلق (ابتس) وثلاثة محولات الضغط التفاضلي (دبتس). واستخدمت لقياس معدل تدفق كتلة الماء، مقياس تدفق الموجات فوق الصوتية. واستخدمت نظام الحصول على بيانات للحصول على كافة بيانات القياس في 250 ms الفواصل الزمنية. بالإضافة إلى معدات القياس، تم تركيب كاميرات للمراقبة ومسطرة كان يعلق على الجدار الداخلي للخزان العلوي للتحقق من مستوى المياه.
واعتبرت مختلف الأحجام الكسارة (SB) المحلي والسيفون وأنواع قواطع السيفون (خط/هول) ووجود الفوهة فيما يتعلق بوقود المفاعل ونقطة تمزق الأنبوب في التجربة. وبغية التحقق من تأثير الحجم المحلي و SBL، أحجام مختلفة من المحلي و SBL واستخدمت. تراوحت بين 6 في 16 في وأحجام SBL تتراوح بين 2 في 6 في أحجام المحلي. في هذه التجربة، واستخدمت نوع الخط وثقب من قواطع السيفون، ولكن المحتوى التالي من هذه الدراسة إلا يعتبر نوع SBL المستخدمة في جرتر وكجرر. كمثال للنتائج التجريبية، الرقم 3 هو رسم بياني يحتوي على البيانات معدل تدفق المياه والضغط. وأجريت التجربة في 4 أكتوبر 2013 وهو نموذج البيانات التجريبية LN23 (نوع الخط SB، لا الفوهة، 12 في المحلي، 2.5 في SBL).
من بيانات التجربة، تم إنشاء النموذج النظري الذي يمكن التنبؤ بسيفون كسر هذه الظاهرة. ويبدأ النموذج النظري معادلة بيرنولي. يتم الحصول على سرعة السائل من معادلة بيرنولي ويمكن الحصول على معدل التدفق الحجمي بضرب سرعة السائل بمنطقة الأنابيب. وبالإضافة إلى ذلك، أن مستوى المياه يمكن الحصول عليها باستخدام معدل التدفق الحجمي. المفهوم الأساسي للنموذج النظري الذي وصفه أعلاه. ومع ذلك، منذ السيفون كسر هذه الظاهرة تدفق مرحلتين، هناك نقاط إضافية النظر. بالنظر في نموذج تحليل تدفق مرحلتين، تم إنجازها اختبار تحقق من دقتها. نظراً لأن نموذج تشيشولم أكثر دقة من طراز متجانسة، يتم استخدام نموذج تشيشولم لتحليل هذه الظاهرة. وفقا لنموذج تشيشولم، هو التعبير عن صيغة المضاعف مرحلتين معادلة 17. في هذه المعادلة، ф يمثل مضاعف مرحلتين، يمثل ρ الكثافة، ويمثل X الجودة.
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/55972/55972eq1.jpg">(1)
الفئة p = "jove_content" > النموذجي "في تشيشولم"، أدرج معامل ب أن يختلف مع التدفق الجماعي. وفي نهاية المطاف، اشتقاق صيغة العلاقة بين معامل تشيشولم ب وشروط تصميم مفاعل نقطة هامة لأن النموذج النظري. وبعبارة أخرى، كان الهدف الآخر من هذه التجربة للحصول على بيانات لتحديد العلاقة بين شروط التصميم ومعامل تشيشولم باء من نتائج الاختبار، تم إنشاء صيغة علاقة بين شروط التصميم ومعامل تشيشولم ب. تم تطوير النموذج النظري الناتج للتنبؤ السيفون كسر هذه الظاهرة جيدا.
وعلاوة على ذلك، تم تطوير برنامج محاكاة مع واجهة المستخدم الرسومية (GUI). بانتقال بيانات الضغط المطلق في الشكل 3، هذه الظاهرة يمكن تقسيمها إلى ثلاث مراحل: فقدان المبرد (تدفق على مرحلة واحدة)، وكسر السيفون (تدفق مرحلتين)، وحالة مستقرة. ولذلك، عملية الحساب الرئيسي خوارزمية يتضمن ثلاث خطوات عملية المقابلة للمراحل الثلاث لظاهرة حقيقية. بما في ذلك عملية الحساب، يبين الشكل 48الخوارزمية كامل لوصف عملية المحاكاة.
باستخدام البرمجيات (انظر تكميلية الفيديو 1) للبدء في عملية المحاكاة، يقوم المستخدم بإدخال معلمات الإدخال المطابق لشروط التصميم ومعلمات الإدخال يتم تخزينها كقيم ثابتة. إذا كان المستخدم العائدات مع المحاكاة بعد إدخال المعلمات، يقوم البرنامج حساب الخطوة الأولى. تتمثل الخطوة الأولى العملية الحسابية على مرحلة واحدة، وهو حساب للخسارة من المبرد بسبب تأثير السيفون بعد تمزق الأنبوب. المتغيرات التي يتم حسابها تلقائياً بالنموذج النظري (كما هو الحال في معادلة بيرنولي في، والحفاظ على تدفق جماعي، إلخ)، والحساب العائدات من معلمات الإدخال من المستخدم. نتائج الحساب تسلسلياً مخزنة في ذاكرة الكمبيوتر حسب الوحدة الزمنية المعين من قبل المستخدم.
إذا ضع قطرات الماء مستوى أدناه 0، فهذا يعني أن ينتهي تدفق على مرحلة واحدة، لأنه يبدأ الهواء الاندفاع إلى SBL في هذه اللحظة. ولذلك، الخطوة الأولى لمرحلة واحدة تدفق العائدات حتى يصل مستوى الماء إلى موضع 0. عندما يكون مستوى الماء في الموضع 0، وهذا يعني أن ارتفاع أونديرشوتينج هو صفر. ارتفاع أونديرشوتينج هو ارتفاع الفرق بين مدخل SBL وأن مستوى المياه في خزان العلوي بعد كسر السيفون. وبعبارة أخرى، السبب الارتفاع يشير إلى مدى منسوب المياه قد انخفض خلال سيفون كسر. ولذلك، ارتفاع أونديرشوتينج معياراً هاما، نظراً لأنها ستسمح لتحديد كمية فقدان المبرد مباشرة. ونتيجة لذلك، أن البرنامج يحدد نهاية حساب الخطوة الأولى وفقا لارتفاع أونديرشوتينج.
إذا كان ارتفاع أونديرشوتينج أكبر من الصفر، يقوم البرنامج حساب خطوة ثانية التي يمكن محاكاة تدفق مرحلتين. نظراً لتدفق المياه والهواء في السيفون كسر المرحلة، يجب النظر في الخصائص الفيزيائية للسوائل على حد سواء. ولذلك، تعتبر قيم المضاعف مرحلتين، ونوعية، والكسر باطلة في هذه الخطوة العملية الحسابية. خاصة، كقيمة الكسر باطلة المنتهي في معيار لحساب الخطوة الثانية. ويمكن التعبير عن الكسر باطلة كنسبة تدفق الهواء إلى مبلغ الهواء ومجاري المياه. عائدات حساب الخطوة الثانية حتى تنتهي 0.9 قيمة الكسر باطلة (α). وعند 0.9 α، عائدات حساب الخطوة الثالثة التي تصف حالة ثابتة. نظرياً، هو معيار السيفون كسر النهاية α = 1 حيث يوجد فقط من الهواء في الأنابيب في هذا الوقت. ومع ذلك، في هذا البرنامج، ومعايير نهاية السيفون كسر هو α = 0.9 لتجنب أي خطأ في عملية الحساب. ولذلك، فقدان جزئي للنتائج أمر لا مفر منه، ولكن يمكن أن يكون هذا الخطأ لا يعتد بها.
حالة ثابتة حساب العائدات خلال فترة يحددها المستخدم. لأنه لا يوجد أي تغيير، تتميز الدولة ثابت في ذلك القيم نتيجة الحساب دائماً ثابتة. إذا السيفون كسر بنجاح، ستبقى المستوى النهائي للمياه في الخزان العلوي في قيمة معينة غير الصفر. ومع ذلك، إذا لم يتم كسر السيفون بنجاح، المبرد ستفقد تقريبا، والمستوى النهائي للمياه نهج القيمة صفر. ولذلك، إذا كانت قيمة مستوى المياه يساوي صفر في حالة مستقرة، تشير إلى أن شروط تصميم معين ولا تكفي لاستكمال كسر السيفون.
بعد الحساب، المستخدم يمكن تأكيد النتائج بطرق مختلفة. وتظهر النتائج الحالة للسيفون كسر، السيفون كسر التقدم والتفرد. يمكن لبرنامج المحاكاة التنبؤ وتحليل الظاهرة واقعية والمساعدة في تصميم نظام قواطع السيفون. وترد في هذا الورق، وبروتوكول التجربة، نتائج التجربة، وتطبيق برنامج المحاكاة.

<table><tbody><tr><td>Absolute pressure transducer</td><td>Sensor Technics</td><td>CTE9000</td><td>0.05% full-scale error</td></tr><tr><td>Differential pressure transducer</td><td>Setra</td><td>C230</td><td>0.25% full-scale error</td></tr><tr><td>Ultrasonic flow meter</td><td>Tokyo Keiki</td><td>UFP-20</td><td>Resolution 0.01m^3/h</td></tr><tr><td>Visual Studio 2012</td><td>Microsoft</td><td>Windows 8</td><td>Microsoft Foundation Class</td></tr><tr><td>E.R.W. steel pipe</td><td>Hyundai Hysco</td><td>KS D 3507(SPP)</td><td>400A(out dia.) x 7.9mm(thickness)</td></tr></tbody></table>

study of siphon breaker experiment and simulation for a research reactor

يمكن أن يسبب ظاهرة السيفون الناجم عن تمزق الأنابيب تحت شروط تصميم مفاعل أبحاث، استمرار تدفق المياه إلى الخارج. لمنع هذا التدفق إلى الخارج، مطلوب جهاز تحكم. الكسارة سيفون هو نوع من سلامة الجهاز التي يمكن استخدامها للتحكم في فقدان الماء المبرد فعلياً.
لتحليل خصائص السيفون كسر، أجريت تجربة الحجم الحقيقي. واتضح من نتائج التجربة، أن هناك عدة عوامل التصميم التي تؤثر على السيفون كسر ظاهرة. ولذلك، هناك حاجة وضع نموذج نظري قادر على التنبؤ وتحليل السيفون كسر ظاهرة التصميم في ظروف مختلفة. باستخدام البيانات التجريبية، كان من الممكن لصياغة نموذج نظرية التي تتنبأ بدقة التقدم المحرز ونتيجة للسيفون كسر هذه الظاهرة. نموذج النظرية المتبعة تستند ميكانيكا الموائع ويتضمن نموذج تشيشولم لتحليل تدفق مرحلتين. من معادلة بيرنولي للسرعة، الكمية، السبب في ارتفاع منسوب المياه والضغط، ومعامل الاحتكاك، والعوامل المتصلة بتدفق مرحلتين يمكن الحصول عليها أو حساب. وعلاوة على ذلك، الاستفادة من نموذج المنشأة في هذه الدراسة، وضعت برنامج التحليل والتصميم الموجه سيفون. برنامج المحاكاة تعمل على أساس نموذج نظري وإرجاع النتيجة كرسم بياني. يمكن تأكيد المستخدم إمكانية السيفون كسر عن طريق التحقق من الشكل في الرسم البياني. وعلاوة على ذلك، حفظ نتيجة محاكاة كاملة من الممكن ويمكن استخدامه كمورد لتحليل السيفون الحقيقي كسر النظام.
وفي الختام، يمكن تأكيد المستخدم حالة كسر السيفون وتصميم النظام الكسارة السيفون باستخدام البرنامج المعد في هذه الدراسة.

العملية برمتها من السيفون كسر يتكون من ثلاث مراحل. والمرحلة الأولى هي تدفق سائل التبريد نظراً لتأثير السيفون. المرحلة الثانية من عملية بدء تدفق الهواء من خلال SBL لمنع فقدان المبرد، يسمى كسر السيفون. يمكن اعتبار ظاهرة كسر السيفون زيادة حادة للضغط المطلق في الشك...

Watch this Scientific Journal Video about Study of Siphon Breaker Experiment and Simulation for a Research Reactor at JoVE.com

Study of Siphon Breaker Experiment and Simulation for a Research Reactor

وكان التحقيق السيفون كسر ظاهرة تجريبيا واقترح نموذجا نظرياً. تم تطوير برنامج محاكاة على أساس النموذج النظري وقورنت نتائج برنامج المحاكاة مع النتائج التجريبية. واستنتج أن نتائج برنامج محاكاة مطابقة النتائج التجريبية أيضا.

دراسة تجربة الكسارة السيفون ومحاكاة لمفاعل للأبحاث

Under the design conditions of a research reactor, the siphon phenomenon induced by pipe rupture can cause continuous outward flow of water. To prevent ...

study-siphon-breaker-experiment-simulation-for-research

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Engineering

8.7K Views.  Handong Global University. وكان التحقيق السيفون كسر ظاهرة تجريبيا واقترح نموذجا نظرياً. تم تطوير برنامج محاكاة على أساس النموذج النظري وقورنت نتائج برنامج المحاكاة مع النتائج التجريبية. واستنتج أن نتائج برنامج محاكاة مطابقة النتائج التجريبية أيضا.

Video: Study of Siphon Breaker Experiment and Simulation for a Research Reactor

Development of Sulfidogenic Sludge from Marine Sediments and Trichloroethylene Reduction in an Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor

The importance of microbial sulfate reduction relies on the various applications that it offers in environmental biotechnology. Engineered sulfate reduction is used in industrial wastewater treatment to remove large concentrations of sulfate along with the chemical oxygen demand (COD) and heavy metals. The most common approach to the process is with anaerobic bioreactors in which sulfidogenic sludge is obtained through adaptation of predominantly methanogenic granular sludge to sulfidogenesis. This process may take a long time and does not always eliminate the competition for substrate due to the presence of methanogens in the sludge. In this work, we propose a novel approach to obtain sulfidogenic sludge in which hydrothermal vents sediments are the original source of microorganisms. The microbial community developed in the presence of sulfate and volatile fatty acids is wide enough to sustain sulfate reduction over a long period of time without exhibiting inhibition due to sulfide. 
This protocol describes the procedure to generate the sludge from the sediments in an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) type of reactor. Furthermore, the protocol presents the procedure to demonstrate the capability of the sludge to remove by reductive dechlorination a model of a highly toxic organic pollutant such as trichloroethylene (TCE). The protocol is divided in three stages: (1) the formation of the sludge and the determination of its sulfate reducing activity in the UASB, (2) the experiment to remove the TCE by the sludge, and (3) the identification of microorganisms in the sludge after the TCE reduction. Although in this case the sediments were taken from a site located in Mexico, the generation of a sulfidogenic sludge by using this procedure may work if a different source of sediments is taken since marine sediments are a natural pool of microorganisms that may be enriched in sulfate reducing bacteria.

Microbial sulfate reduction is a process of great importance in environmental biotechnology. The success of the sulfidogenic reactors depends among other factors on the microbial composition of the sludge. Here, we present a protocol to develop sulfidogenic sludge from hydrothermal vents sediments in a UASB reactor for reductive dechlorination purposes.

تطوير المولدة للكبريتيد الحمأة من الرواسب البحرية والحد من Trichloroethylene في غطاء المفاعل Upflow اللاهوائية الحمأة

The importance of microbial sulfate reduction relies on the various applications that it offers in environmental biotechnology. Engineered sulfate ...

Environment

Chemical Gardens as Flow-through Reactors Simulating Natural Hydrothermal Systems

Here we report experimental simulations of hydrothermal chimney growth using injection chemical garden methods. The versatility of this type of experiment allows for testing of various proposed ocean / hydrothermal fluid chemistries that could have driven reactions toward the origin of life in environments on the early Earth, early Mars, or even other worlds such as the icy moons of the outer planets. We show experiments that include growth of chemical garden structures under anoxic conditions simulating the early Earth, inclusion of trace components of phosphates / organics in the injection solution to incorporate them into the structure, a switch of the injection solution to introduce a secondary precipitating anion, and the measurement of membrane potentials generated by chemical gardens. Using this method, self-assembling chemical garden structures were formed that mimic the natural chimneys precipitated at submarine hydrothermal springs, and these precipitates can be used successfully as flow-through reactors by feeding through multiple successive &#8220;hydrothermal&#8221; injections.

We describe chemical garden formation via injection experiments that allow for laboratory simulations of natural chemical garden systems that form at submarine hydrothermal vents.

حدائق الكيميائية كما تدفق من خلال المفاعلات محاكاة الأنظمة الحرارية المائية الطبيعية

Here we report experimental simulations of hydrothermal chimney growth using injection chemical garden methods. The versatility of this type of experiment ...

Chemistry

Laser-heating and Radiance Spectrometry for the Study of Nuclear Materials in Conditions Simulating a Nuclear Power Plant Accident

Major and severe accidents have occurred three times in nuclear power plants (NPPs), at Three Mile Island (USA, 1979), Chernobyl (former USSR, 1986) and Fukushima (Japan, 2011). Research on the causes, dynamics, and consequences of these mishaps has been performed in a few laboratories worldwide in the last three decades. Common goals of such research activities are: the prevention of these kinds of accidents, both in existing and potential new nuclear power plants; the minimization of their eventual consequences; and ultimately, a full understanding of the real risks connected with NPPs. At the European Commission Joint Research Centre&#39;s Institute for Transuranium Elements, a laser-heating and fast radiance spectro-pyrometry facility is used for the laboratory simulation, on a small scale, of NPP core meltdown, the most common type of severe accident (SA) that can occur in a nuclear reactor as a consequence of a failure of the cooling system. This simulation tool permits fast and effective high-temperature measurements on real nuclear materials, such as plutonium and minor actinide-containing fission fuel samples. In this respect, and in its capability to produce large amount of data concerning materials under extreme conditions, the current experimental approach is certainly unique. For current and future concepts of NPP, example results are presented on the melting behavior of some different types of nuclear fuels: uranium-plutonium oxides, carbides, and nitrides. Results on the high-temperature interaction of oxide fuels with containment materials are also briefly shown.

We present experiments in which real nuclear fuel, cladding, and containment materials are laser heated to temperatures beyond 3,000 K while their behavior is studied by radiance spectroscopy and thermal analysis. These experiments simulate, on a laboratory scale, the formation of a lava-phase following a nuclear reactor core meltdown.

الليزر-تدفئة والتألق قياس الطيف الكتلي لدراسة المواد النووية في ظروف محاكاة حادث محطة الطاقة نووية

Major and severe accidents have occurred three times in nuclear power plants (NPPs), at Three Mile Island (USA, 1979), Chernobyl (former USSR, 1986) and ...

In Situ Visualization of the Phase Behavior of Oil Samples Under Refinery Process Conditions

To help address production issues in refineries caused by the fouling of process units and lines, we have developed a setup as well as a method to visualize the behavior of petroleum samples under process conditions. The experimental setup relies on a custom-built micro-reactor fitted with a sapphire window at the bottom, which is placed over the objective of an inverted microscope equipped with a cross-polarizer module. Using reflection microscopy enables the visualization of opaque samples, such as petroleum vacuum residues, or asphaltenes. The combination of the sapphire window from the micro-reactor with the cross-polarizer module of the microscope on the light path allows high-contrast imaging of isotropic and anisotropic media. While observations are carried out, the micro-reactor can be heated to the temperature range of cracking reactions (up to 450 &#176;C), can be subjected to H2 pressure relevant to hydroconversion reactions (up to 16 MPa), and can stir the sample by magnetic coupling. 
Observations are typically carried out by taking snapshots of the sample under cross-polarized light at regular time intervals. Image analyses may not only provide information on the temperature, pressure, and reactive conditions yielding phase separation, but may also give an estimate of the evolution of the chemical (absorption/reflection spectra) and physical (refractive index) properties of the sample before the onset of phase separation.

In Situ Visualization of the Phase Behavior of Oil Samples Under Refinery Process Conditions

This article describes a setup and method for the in situ visualization of oil samples under a variety of temperature and pressure conditions that aim to emulate refining and upgrading processes. It is primarily used for studying isotropic and anisotropic media involved in the fouling behavior of petroleum feeds.

في الموقع التصور في سلوك المرحلة من عينات النفط تحت ظروف عملية مصفاة

To help address production issues in refineries caused by the fouling of process units and lines, we have developed a setup as well as a method to ...

Optimization, Test and Diagnostics of Miniaturized Hall Thrusters

Miniaturized spacecraft and satellites require smart, highly efficient and durable low-thrust thrusters, capable of extended, reliable operation without attendance and adjustment. Thermochemical thrusters which utilize thermodynamic properties of gases as a means of acceleration have physical limitations on their exhaust gas velocity, resulting in low efficiency. Moreover, these engines demonstrate extremely low efficiency at small thrusts and may be unsuitable for continuously operating systems which provide real-time adaptive control of the spacecraft orientation, velocity and position. In contrast, electric propulsion systems which use electromagnetic fields to accelerate ionized gases (i.e., plasmas) do not have any physical limitation in terms of exhaust velocity, allowing virtually any mass efficiency and specific impulse. Low-thrust Hall thrusters have a lifetime of several thousand hours. Their discharge voltage ranges between 100 and 300 V, operating at a nominal power of &lt;1 kW. They vary from 20 to 100 mm in size. Large Hall thrusters can provide fractions of millinewton of thrust. Over the past few decades, there has been an increasing interest in small mass, low power, and high efficiency propulsion systems to drive satellites of 50-200 kg. In this work, we will demonstrate how to build, test, and optimize a small (30 mm) Hall thruster capable of propelling a small satellite weighing about 50 kg. We will show the thruster operating in a large space environment simulator, and describe how thrust is measured and electric parameters, including plasma characteristics, are collected and processed to assess key thruster parameters. We will also demonstrate how the thruster is optimized to make it one of the most efficient small thrusters ever built. We will also address challenges and opportunities presented by new thruster materials.

Here, we present a protocol to test and optimize space propulsion systems based on miniaturized Hall-type thrusters.

التحسين، واختبار وتشخيص للدفاعات قاعة المنمنمة

Miniaturized spacecraft and satellites require smart, highly efficient and durable low-thrust thrusters, capable of extended, reliable operation without ...

Interactive and Visualized Online Experimentation System for Engineering Education and Research

Experimentation is crucial in engineering education. This work explores visualized experiments in online laboratories for teaching and learning and also research. Interactive and visualizing features, including theory-guided algorithm implementation, web-based algorithm design, customizable monitoring interface, and three-dimensional (3-D) virtual test rigs are discussed. To illustrate the features and functionalities of the proposed laboratories, three examples, including the first-order system exploration using a circuit-based system with electrical elements, web-based control algorithm design for virtual and remote experimentation, are provided. Using user-designed control algorithms, not only can simulations be conducted, but real-time experiments can also be conducted once the designed control algorithms have been compiled into executable control algorithms. The proposed online laboratory also provides a customizable monitoring interface, with which users can customize their user interface using provided widgets such as the textbox, chart, 3-D, and camera widget. Teachers can use the system for online demonstration in the classroom, students for after-class experimentation, and researchers to verify control strategies.

This work describes an online experimentation system that provides visualized experiments, including the visualization of theories, concepts, and formulas, visualizing the experimental process with three-dimensional (3-D) virtual test rigs, and visualizing the control and monitoring system using widgets such as charts and cameras.

نظام التجريب التفاعلي والمصور عبر الإنترنت للتعليم والبحث الهندسي

Experimentation is crucial in engineering education. This work explores visualized experiments in online laboratories for teaching and learning and also ...

A Modeling and Simulation Method for Preliminary Design of an Electro-Variable Displacement Pump

Electro-hydrostatic actuators (EHAs) have been considerably researched in academia, and their applications in various industrial fields are expanding. The variable-speed EHA has now taken priority over the variable-displacement EHA, but its driving motor and associated electronics encounter issues when applied in high-power applications: low-dynamics, high thermal dissipation, high price, etc. Therefore, a variable-displacement EHA equipped with an electro-variable displacement pump (EVDP) has been considered. The EVDP itself is a mechatronic system that integrates a piston pump, a ball screw, a gearbox, and a permanent magnet synchronous motor (PMSM). Consequently, the EVDP needs to be investigated to ensure its system-level performance when applied in an EHA. In addition to the previous research on the technical parameters of the EVDP, a dedicated design method is necessary for further reducing the cost of using the EVDP and exploring its performance potential. Here, a simulation based EVDP preliminary design method is selected for designing a 37 kW EVDP. Firstly, a previously proposed multidisciplinary model of the EVDP is extended by improving the parameter generation, including the EVDP life, reliability, control models, etc. Secondly, the proposed model is partially verified using a downsized prototype. Thirdly, the EVDP is simulated at a system level, supported by the proposed model. The EVDP performance is evaluated according to the specified design requirements. The temperature, bandwidth and accuracy, reliability and lifetime, etc., are all predicted for the EVDP. The simulation results demonstrate the EVDP's applicability in variable-displacement EHA. The proposed modeling and simulation method can be used to evaluate diverse EVDP performance and respond to general design requirements. The method can also support the resolution of the preliminary design challenges in terms of limited information and robustness. Therefore, the proposed method is appropriate for the realization of the simulation-based EVDP preliminary design method.

A simulation model specifically supporting the preliminary design of an electro-variable displacement pump (EVDP) is developed and partially verified by experiments. The control performance, life, reliability, etc., can all be evaluated using the proposed model, which covers the main performance requirements under the EVDP preliminary design task.

طريقة نمذجة ومحاكاة للتصميم الأولي لمضخة إزاحة كهرومتغيرة

Electro-hydrostatic actuators (EHAs) have been considerably researched in academia, and their applications in various industrial fields are expanding. The ...

Experimental Multiscale Methodology for Predicting Material Fouling Resistance

The buildup of fouling deposits in energy systems degrades their ability to transfer heat, reducing efficiency and causing operational issues such as localized corrosion. Each application presents its own challenges. In nuclear power generation, the buildup of CRUD (Chalk River Unidentified Deposits) induces unique, negative effects ranging from reduced heat transfer, to axial power shifting, to CRUD-induced localized corrosion (CILC), the last of which can cause sudden fuel failure. Knowledge of why CRUD forms and how to prevent its adhesion to nuclear fuel rods represents a major step towards eliminating it. This paper demonstrates a methodology to ascertain which materials may resist CRUD adhesion, thereby preventing its initiation and growth. It presents experiments targeted at multiple length scales: pool boiling (macroscale), which simulates CRUD initiation processes in a nuclear reactor, and atomic force microscope (AFM) force spectroscopy (microscale), which yields quantitative measurements of the adhesion between CRUD constituents and candidate CRUD-resistant materials. Early data from both sets of experiments show some correlation, suggesting that AFM force spectroscopy (AFM-FS) may be used to pre-screen materials for fouling resistance. So far, it appears that CRUD constituents adhere well to oxides, while carbides show both greatly reduced adhesion and no adherent CRUD in pool boiling experiments. The relationship between the AFM-FS measurements and the growth of CRUD in the pool boiling experiments may provide insight into the possible factors affecting fouling in nuclear reactors, eventually leading to its elimination.

Fouling, or corrosion product deposition, plagues numerous fields of energy production. At its core is adhesion between dissimilar materials. Understanding and controlling adhesion could reduce or eliminate fouling. This paper demonstrates pool boiling experiments (macroscale) and atomic force microscope force-spectroscopy measurements (microscale), which when in agreement, indicate fouling-resistance.

The buildup of fouling deposits in energy systems degrades their ability to transfer heat, reducing efficiency and causing operational issues such as ...

Biology

Assembly of a Reflux System for Heated Chemical Reactions

Source: Laboratory of Dr. Philip Miller &#8212; Imperial College London
Many chemical experiments require elevated temperatures before any reaction is observed, however heating solutions of reactants can lead to loss of reactants and/or solvent via evaporation if their boiling points are sufficiently low. In order to ensure no loss of reactants or solvent, a reflux system is used in order to condense any vapors produced on heating&#160;and return these condensates to the reaction vessel.&#160;

Source: Laboratory of Dr. Philip Miller &#8212; Imperial College London
Many chemical experiments require elevated temperatures before any reaction is ...

Education

JoVE Science Education

Organic Chemistry

Single and Two-phase Flow in a Packed Bed Reactor

Source: <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/author/Kerry+M._Dooley">Kerry M. Dooley</a> and Michael G. Benton, Department of Chemical Engineering, Louisiana State University, Baton Rouge, LA
The goal of this experiment is to determine the magnitude of maldistribution in typical packed bed reactors in both single phase and two-phase (gas-liquid) flow and evaluate the effects of this maldistribution on pressure drop. The concepts of residence time distribution and dispersion are introduced through the use of tracers, and these concepts are related to physical maldistribution.
Channeling in a single-phase flow can occur along walls or by preferential flow through a larger portion of the bed cross-section. Channeling in two-phase flow can result from even more complex causes, and simple two-phase flow theories seldom predict pressure drops in packed beds. A design goal is always to minimize the extent of channeling by finding the optimal bed and particle diameters for the design flow rates and by packing a bed in a way to minimize settling. It is always important to quantify how much maldistribution might occur and to over-design the unit to account for its occurrence.
The permeameter apparatus measures pressure drop, &#916;P, and the concentration of tracer (dye) exiting horizontal packed beds of armored glass for either water, air, or two-phase flow (Figures 1 and 2). Water enters through a control valve and can be routed through manual valves to any of five beds (48&#34; long, 3&#34; I.D.) with different size glass bead dumped (random) packings. The pressure drop is measured using a pressure transmitter. The water flow is measured by a differential pressure (DP, orifice) transmitter and the air flow by a dry test meter (similar to a home gas meter). The dye sample is injected upstream by an automated sampling valve. The exit concentration of the dye from a bed is measured using a UV-Vis spectrometer. Residence time distributions are calculated from the tests and compared to the predictions of theories on dispersion in packed beds. Two-phase flow will be studied in bed 5, which contains the largest particles.
<img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/10431/10431fig1.jpg" /> 
Figure 1: Process and instrumentation diagram of the apparatus.
<img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/10431/10431fig2.jpg" /> 
Figure 2. 3-D rendering of the apparatus. Bed #1 is at the top, bed #5 at the bottom. The water control valve is on the left (red bonnet). The DP transmitter is at the top center (blue).

Source: Kerry M. Dooley and Michael G. Benton, Department of Chemical Engineering, Louisiana State University, Baton Rouge, LA
The goal of this experiment ...