Экспериментальное исследование теплообмена жидкометаллического теплоносителя в поперечном магнитном поле применительно к перспективной энергетике

• Автор: Листратов, Ярослав Игоревич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 100 с. : ил.

Список условных обозначений

1. Математическое описание исследуемых процессов

2. Современное состояние вопроса

2.1 .Гидродинамика и теплообмен при течении жидкометаллических

теплоносителей в трубах

2.2. Гидродинамика и теплообмен жидких металлов при течении в трубе 26 в продольном магнитном поле
2.3. Гидродинамика и теплообмен жидких металлов при течении в трубе 32 в поперечном магнитном поле
2.4. Совместное влияние свободной конвекции и магнитного поля на 39 теплоотдачу при течении жидкого металла в горизонтальной трубе

2.5. О влиянии неоднородности магнитного поля на гидродинамику и

теплообмен жидких металлов

Общие выводы к главе

3. Методы и техника экспериментальных исследований
3.1. Постановка задачи
3.2. Экспериментальный стенд
3.3. Рабочий участок
3.4. Измерительный зонд
3.5. Автоматизированная система научных исследований
3.6. Методика измерений
4. Результаты экспериментов
4.1. Теплоотдача в отсутствие магнитного поля
4.2. Оценка границы начала влияния свободной конвекции на 69 теплообмен ЖМ в горизонтальной трубе
4.3. Теплоотдача в поперечном магнитном поле
Заключение
Список литературы
СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

х,у - декартовы координаты, м;
г - время, с;
IV, щ - скорость, м/с;
В - индукция магнитного поля, Т;
(I - внутренний диаметр трубы, м;
г - текущий радиус, м;
г0=с1/2 - внутренний радиус трубы, м;
Я=г/го - безразмерный радиус,
Щ - электрическое сопротивление,
и - напряжение, В;
I - сила тока, А;
7 - плотность тока, А/м2;
Е - напряженность электрического поля, В/м;
Т - температура, °С;
С - массовый расход, кг/с;
р - давление, Па;
qc - плотность теплового потока на стенке, Вт/м2;
а - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2К)
(3 - коэффициент объемного термического расширения,
1/К;
5 - диаметр королька термопары, мм;
X - коэффициент теплопроводности, Вт/мК;
а - коэффициент температуропроводности, м2/с;
рм - магнитная проницаемость среды, Гн/м;
ее - диэлектрическая проницаемость;
V - кинематический коэффициент вязкости, м2/с;
г| - динамический коэффициент вязкости, кг/м с;
- плотность, кг/м3;
- интенсивность пульсаций температуры, С;
- электропроводность, 1/(Ом м);
- теплоемкость, Дж/(кг К);
- ускорение силы тяжести, м/с2;
- коэффициент гидравлического сопротивления;
- число Прандтля;
- число Рейнольдса;
- число Пекле;
- число Гартмана;
- параметр МГД-взаимодействия;
- число Нуссельта;
- число Грасгофа, рассчитанное по тепловому потоку;
- число Рэлея, рассчитанное по тепловому потоку;
- безразмерная температура стенки;
- приведенная длина.

3.2. Экспериментальный стенд.
Экспериментальный стенд (рис. 3.2) представляет собой замкнутый ртутный контур. Циркуляция ртути в контуре осуществляется электромагнитным насосом (6). Опытный участок (1) расположен в зазоре между полюсами электромагнита постоянного тока (9). Расход ртути измеряется с помощью расходомерного устройства (3) и ртутного дифманометра (4). Теплообменный участок оборудован накладным двухсекционным нагревателем косвенного обогрева (12). С торца рабочего участка через фланец в поток вводится зонд (2). Для обеспечения термической стабилизации потока служат теплообменники типа «труба в трубе» (5) и (7). Кроме этого, на трубе смонтировано 6 хромель-копелевых накладных термопар (10 и 11), предназначенных для измерения температуры ртути на входе и выходе из рабочего участка, температуры расходомера и температуры воздуха.
3.3. Рабочий участок
Рабочий участок представляет собой круглую трубу из нержавеющей стали длиной 2 м, внутренним диаметром 19 мм и толщиной стенки 0,5 мм, которая заканчивается камерой смешения с выходным патрубком. Внутренняя поверхность трубы полировалась чугунными притирами. Из общей длины рабочего участка (102 калибра) входные 60 калибров - участок гидродинамической стабилизации и 42 калибра - экспериментальный обогреваемый участок.. На длине последнего смонтирован ленточный двухсекционный нагреватель косвенного обогрева. Питание каждой из секций осуществляется переменным током через автотрансформатор. Каждая из двух секций нагревателя предназначена для независимого обогрева одной из сторон трубы, правой и левой. Схема укладки нагревателя показана на рис. 3.3.