Экспериментальное исследование характеристик теплообмена при течении жидкого металла в вертикальной трубе в поперечном магнитном поле

• Автор: Шестаков, Антон Александрович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 124 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ.
Введение

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Математическое описание исследуемых процессов

1.2. Гидродинамика и теплообмен при течении жидкометаллических теплоносителей при отсутствии магнитного поля
1.3. Гидродинамика и теплообмен жидких металлов при течении в трубе в продольном магнитном поле

1.3.1. Гидродинамика в трубе в продольном магнитном поле

Ламинарное течение

Турбулентное течение

1.3.2. Теплообмен в трубе в продольном магнитном поле

1.3.3. Теплообмен в трубе в продольном магнитном поле с учётом влияния свободной термогравитационной конвекции
1.4. Гидродинамика и теплообмен жидкого металла в круглой трубе в
поперечном магнитном поле
1.4.1. Гидродинамика и теплообмен при ламинарном течении
1.4.2 Гидродинамика и теплообмен при турбулентном течении в
каналах в поперечном магнитном поле
Выводы по первой главе
2. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО СТЕНДА И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Объединенный экспериментальный комплекс МЭИ и ОИВТ РАН
2.2. Модернизация экспериментального стенда
2.3. Рабочий участок
2.4. Измерительный зонд
2.5. Рычажный зонд со сферическим шарниром ’’качалка"
2.6. Автоматизированная система научных исследований
2.7. Методика проведения эксперимента

Выводы ко второй главе
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ ПОЛЕЙ ТЕМПЕРАТУРЫ И
ТЕПЛООТДАЧИ
Выводы к третьей главе
4. РАЗВИТИЕ ВТОРИЧНЫХ ТЕЧЕНИЙ В НЕИЗОТЕРМИЧЕСКОМ МГД
ПОТОКЕ
Выводы к четвёртой главе
Заключение и выводы
Список литературы

Введение.
По современным физическим представлениям, существует всего несколько фундаментальных источников энергии, которые, в принципе, могут быть освоены и использованы человечеством. Ядерные реакции синтеза - это один из таких источников энергии. В реакциях синтеза энергия производится за счет работы ядерных сил, совершаемых при слиянии ядер легких элементов и образовании более тяжелых ядер. Эти реакции широко распространены в природе - считается, что энергия звезд и, в том числе, Солнца производится в результате цепочки ядерных реакций синтеза, превращающих четыре ядра атома водорода в ядро гелия.
В настоящее время, более 85% энергии производимой человеком
получается при сжигании органических топлив - угля, нефти и природного
газа. Этот дешевый источник энергии, освоенный человеком около
лет назад, привел к быстрому развитию человеческого общества, его
благосостоянию и, как результат, к росту народонаселения Земли.
Предполагается, что из-за роста народонаселения и более равномерного
потребления энергии по регионам, производство энергии возрастет к 2050 г
примерно в три раза по сравнению с нынешним уровнем и достигнет 1021
Дж в год /90/. Не вызывает сомнения, что в обозримом будущем прежний
источник энергии - органические топлива - придется заменить на другие
виды производства энергии. Это произойдет как по причине истощения
природных ресурсов, так и по причине загрязнения окружающей среды,
которое по оценкам специалистов должно наступить гораздо раньше, чем
будут выработаны дешевые природные ресурсы. Переход от органических
топлив к широкомасштабной альтернативной энергетике ожидается в
середине 21 века. Предполагается, что будущая энергетика будет более
широко, чем нынешняя энергетическая система, использовать разнообразные
и, в том числе, возобновляемые источники энергии, такие как: солнечная

Рис. 1.8 Характер воздействия ТГК на пульсации температуры в продольном магнитном поле /43
Re = 7500, Ra/Re = 4, x/d
На осциллограммах, построенных при наличии МП, наблюдаются идентичные по характеру стадии плавного нарастания температуры, далее замедление роста и наконец, резкое падение, которое вполне можно было связать с моментом отрыва свободно-конвективного слоя и вторжения холодной жидкости в пристенную область. Интересным оказался тот факт, что на осциллограмме, полученной при числе Гартмана вдвое меньшем и весь цикл завершился за вдвое меньший период по времени.
Так же можно заметить, что для числа На=400 амплитуда пульсаций температуры увеличилась по сравнению со случаем без поля более чем в 2 раза. Отчасти этот рост объяснялся просто увеличением разности (Тс - Тж) из-за ламиниризации потока магнитным полем. Однако данные полученные авторами /43/ по относительной интенсивности пульсаций температуры о15