Авторы
Беляев И.А.1,2, Лучинкин Н.А.1, Листратов Я.И.1, Зиканов О.3, Пятницкая Н.Ю.1,2, Новиков А.О.1, Мельников И.А.1, Свиридов Е.В.1
Организация
1 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский университет «МЭИ», Москва, Россия
2 Объединенный институт высоких температур РАН, Москва, Россия
3 Университет Мичигана, Дирборн, США
Беляев И.А.1,2 – заведующий лабораторией, кандидат технических наук. Контакты: 125412, Москва, ул. Ижорская д. 13, стр. 2. Тел.: (495) 484-25-92; e-mail:
Лучинкин Н.А.1 – аспирант НИУ МЭИ, младший научный сотрудник, лаборатория № 5 – инженерной теплофизики и возобновляемой энергетики.
Листратов Я.И.1 – доцент, кандидат технических наук.
Мельников И.А.1 – ведущий инженер, кандидат технических наук.
Новиков А.О.1 – ведущий инженер, кандидат технических наук.
Свиридов Е.В.1 – доцент, доктор технических наук, кафедра ИТФ.
Пятницкая Н.Ю.1,2 – старший преподаватель, кандидат технических наук, кафедра ИТФ, старший научный сотрудник, лаборатория № 5 – инженерной теплофизики и возобновляемой энергетики.
Зиканов О.3 – профессор.
Аннотация
Экспериментально исследован поток жидкого металла в виде затопленной круглой струи, поступающей в квадратный канал, заполненный той же средой, в присутствии поперечного магнитного поля. Рассматривается диапазон высоких чисел Рейнольдса и Гартмана. Скорость потока измеряется с помощью датчиков разности электрических потенциалов, возникающих в движущейся электропроводной жидкости. Детальное изучение потока в поперечном сечении канала примерно в семи диаметрах струи ниже по потоку от входного отверстия позволили изучить динамику распада струи, которая даже в сильных магнитных полях испытывает высокоамплитудные колебания. Геометрия проточной оказывает определяющее значение на характеристики струйных течений, особенно в случае наличия магнитно-гидродинамической специфики. В работе рассмотрено влияние торцевой стенки на формирование основных закономерностей, обобщающих влияние магнитного поля на затопленную струю. Выполнено параметрическое исследование рассматриваемого явления с плавным изменением скорости истечения струи и величины приложенного магнитного поля. Интенсивность пульсаций продольной компоненты скорости демонстрирует немонотонную зависимость от числа Стюарта, одновременно с этим наблюдается монотонная трансформация энергетических спектров пульсации к характерным для двумерной турбулентности. Показано, что в отсутствие торцевой стенки качественные и количественные закономерности динамики потока в магнитном поле сохраняются.
Ключевые слова
жидкие металлы, экспериментальные исследования, гидродинамика, МГД, зондовые измерения, поперечное магнитное поле, турбулентность, струйные течения, устойчивость потока
УДК 621.039.6.536.24
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2023, № 1, c. 238-245