ТЕПЛООБМЕН ПРИ СМЕШАННОЙ КОНВЕКЦИИ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА В ПРИСУТСТВИИ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

Авторы

Беляев И.А.¹, Пятницкая Н.Ю.^1,2, Сардов П.А.¹, Бирюков Д.А.¹, Свиридов Е.В.^1,2, Разуванов Н.Г.², Свиридов В.Г.^1,2

Организация

¹ Объединенный институт высоких температур Российской академии наук, Москва, Россия
² Национальный исследовательский университет «МЭИ», Москва, Россия

Беляев И.А. ¹ – заведующий лабораторией, кандидат технических наук. Контакты: 125412, Москва, Ижорская ул., 13, стр. 2. Тел.: (495) 484-25-92; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Пятницкая Н.Ю.^1,2 – старший инженер, кандидат технических наук.
Сардов П.А. ¹ – лаборант, студент.
Бирюков Д.А.¹ – старший научный сотрудник.
Свиридов Е.В.^1,2 – старший научный сотрудник, кандидат технических наук.
Разуванов Н.Г.² – ведущий научный сотрудник, доктор технических наук.
Свиридов В.Г.^1,2 – заведующий отделом, доктор технических наук, профессор.

Аннотация

Эта работа посвящена экспериментальному исследованию особенностей смешанной конвекции жидкого металла в вертикальной трубе. В неизотермическом течении жидкого металла, под влиянием магнитного поля, значителен вклад термогравитационной конвекции. При определенных условиях и конфигурациях МГД-теплообмена, термогравитационная конвекция может вызвать низкочастотные температурные пульсации аномальной амплитуды.
Контур РК-3 (HEattransfer Liquid Metal Experimental Facility (HELMEF)) был разработан и введен в эксплуатацию для исследования теплообмена и гидродинамики при ранее неизученных соотношениях параметров потока, таких как числа Рейнольдса, Гартмана и Грасгофа. В сечении измеряется температура, скорость и их статистические характеристики. Новые экспериментальные данные были получены и обработаны путем построения полей температуры и температурных пульсаций.
Режимы с низкочастотными пульсациями температуры изучались с использованием нового экспериментального стенда и были сопоставлены с предыдущими результатами. Впервые обнаружены и изучены границы, где происходит подавление низкочастотных пульсаций в сильном магнитном поле.

Ключевые слова
теплообмен, экспериментальные исследования, гидродинамика, МГД, зондовые измерения, смешанная конвекция

Полная версия статьи (PDF)

Список литературы

1. Батенин В.М. и др. Развитие экспериментальной базы исследований МГД-теплообмена перспективных ядерных энергоустановок. Теплофизика Высоких Температур, 2015, том 53, с. 904—907.

2. Belyaev I.A. et al. Specific features of liquid metal heat transfer in a tokamak reactor. Magnetohydrodynamics, 2013, vol. 49.

3. Melnikov I.A. et al. Experimental investigation of MHD heat transfer in a vertical round pipe affected by transverse magnetic field. Fusion Engineering and Design, 2016, vol. 112, pp. 505—512.

4. Kirillov I.R. et al. Buoyancy effects in vertical rectangular duct with coplanar magnetic field and single sided heat load. Fusion Engineering and Design, 2016, vol. 104, pp. 1—8.

5. Belyaev I.A. et al. Temperature fluctuations accompanying MHD-heat transfer of liquid metal downflow in pipe. Fluid Dyn, 2018, vol. 50, no. 5.

6. Беляев И.А. и др. Экспериментальный стенд для исследований теплообмена перспективных теплоносителей ядерной энергетики. Теплоэнергетика, 2017, том 64, № 11, с. 841—848.

7. Ковалёв С.И. Влияние продольного магнитного поля и термогравитационной конвекции на теплоотдачу при течении жидкого металла. Москва, 1988.

8. Мельников И.А. и др. Исследование теплообмена жидкого металла при течении в вертикальной трубе с неоднородным обогревом в поперечном магнитном поле. Теплоэнергетика, 2013, том 60, № 5, с. 355—362.

9. Molokov S.S., Moreau R., Moffatt H.K. Magnetohydrodynamics: historical evolution and trends. Switzerland, Springer Science&Business Media, 2007. 80 p. doi: 10.1007/978-1-4020-4833-3.

УДК 621.039.6.536.24

Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2018, выпуск 5, 5:5

БРОНД-3.1

Архив

2018, Спецвыпуск

ТЕПЛООБМЕН ПРИ СМЕШАННОЙ КОНВЕКЦИИ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА В ПРИСУТСТВИИ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ