ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИКИ И ТЕПЛООБМЕНА ПРИ ПОДЪЕМНОМ ТЕЧЕНИИ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА В КАНАЛЕ ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ В КОМПЛАНАРНОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ

摘要

Выполнены исследования гидродинамики и теплообмена при подъемном течении жидкого металла ввертикальном канале прямоугольного поперечного сечения с соотношением сторон примерно 3:1 вкомпланарном магнитном поле при одностороннем обогреве. Моделируется течение жидкого ме-талла в теплообменном канале системы охлаждения жидкометаллического модуля бланкета термо-ядерного реактора типа токамак. Эксперименты проведены на базе ртутного магнитогидродинами-ческого (МГД) стенда. Использовался зондовый метод измерений локальных характеристик тепло-обмена в канале. Применялись два типа термопарных зондов: шарнирный зонд рычажного типа длядетальных измерений полей скорости и температуры в поперечном сечении и продольный зонд дляизмерений по длине зоны обогрева канала. Для измерения локальной скорости применялся корре-ляционный метод. В работе представлены профили осредненной скорости и температуры, распре-деление безразмерной температуры стенки по периметру канала, характеристики температурныхпульсаций потока. Получены распределения осредненной и пульсационной температур стенки подлине канала. В некоторых режимах течения обнаружены эффекты, связанные с ростом интенсив-ности пульсаций температуры в компланарном магнитном поле. По мнению авторов, под влияниемтермогравитационной конвекции происходит формирование и отрыв возле обогреваемой стенкикрупномасштабных вихревых структур, оси вращения которых параллельны вектору индукции маг-нитного поля. Эти вихревые образования вызывают пульсации температуры, зачастую превышаю-щие уровень турбулентных пульсаций. Полученные данные по теплообмену необходимо учитыватьпри проектировании МГД-каналов охлаждения термоядерного реактора.