Dampeksplosion ( Eng. Vapor Explosion ) - en skarp (hurtig) dannelse af en stor mængde damp i en tid på 1 ms , ledsaget af en lokal stigning i tryk, på grund af overførsel af termisk energi (brugt på fordampning af væske og udvidelse af damp) til mekanisk [1] .
For fremkomsten og udviklingen af en storstilet dampeksplosion er en række betingelser nødvendige:
I fænomenet med en dampeksplosion skelnes der mellem fire stadier - faser:
Væsker af høj renhed går let i en overophedet tilstand . Dette skyldes det faktum, at der i sådanne medier er et meget lille antal dampboblekerner. Men hvis en overophedet ren væske kommer i kontakt med en cellulær struktur, eller der opstår turbulente strømme inde i den, stiger antallet af kerner mange gange inden for en relativt kort periode, og fordampningsprocessen begynder i dem. De resulterende lokale strømme turbulerer væsken endnu mere, hvilket fører til en stigning i fordampningsintensiteten, og processen accelererer som en lavine, indtil al væsken bliver til damp.
Af denne grund er det ekstremt farligt at opvarme rene væsker til kogepunktet. De fleste husholdningsvandvarmere har passende advarsler om ikke at bruge destilleret vand.
Under betingelserne for en alvorlig ulykke på et atomkraftværk kan der opstå en dampeksplosion, når kernens smeltede materialer - corium - kommer i kontakt med kølevæsken. Mekanismerne for smeltefragmentering er forbundet med lokale termiske og hydrodynamiske fænomener ved grænsefladen mellem smelten og kølemidlet. Den periodiske vækst og sammenbrud af dampbobler, forskellen i dråbens og smeltens hastigheder fører til kræfter, der får dråberne til at bryde op. De resulterende chokbølger, når de interagerer med smeltedråber, fører også til dråbefragmentering.
Kraftelementerne i NPP's hovedcirkulationskredsløb fungerer under vanskelige forhold: høje niveauer af temperaturer og tryk; betydelige termiske spændinger på grund af store termiske belastninger og temperaturgradienter; høje hastigheder af kølevæsken, der bidrager til forekomsten af vibrationer; ioniserende stråling. Derfor lægges der under drift seriøs opmærksomhed på at opretholde det specificerede sikre termisk-hydrauliske regime. NPP'er har pålidelige systemer til overvågning af alle væsentlige driftsparametre og udstyrstilstand. Ikke desto mindre kan selv usandsynlige fejl i individuelle elementer af udstyr eller fejl i kontrol- og reguleringssystemer, eller blot en tilfældig kombination af ugunstige afvigelser af regimeparametre fra normale driftsforhold, føre til nødsituationer [2] .
NPP-sikkerhed er baseret på en række foranstaltninger, der har til formål at forhindre årsagerne til nødsituationer og forbedre beskyttelsesmidlerne. Et af hovedproblemerne ved evaluering af en dampeksplosion er at vide, hvor hurtigt varme fjernes fra en smeltet partikel. Et kompleks af videnskabelige undersøgelser er afsat til studiet af dette spørgsmål, især mekanismerne for kølevæskefragmentering [3] [4] , udviklingen af dampformationer [5] .