Диссертация (Исследование гидродинамики и теплообмена МГД-течений в вертикальной трубе в поперечном магнитном поле), страница 10

Но разница, полученная в расчетах непревышает погрешности определения температуры в эксперименте. Поэтомувлиянием зонда при определении температуры стенки можно пренебречь.Очевидно, и это подтверждается численными расчетами, что при отдаленииот стенки, влияние зонда на характеристики теплообмена уменьшаетсяпрактически до нуля.500.30С зондомБез зонда0.25С зондомБез зондаЭксперимент4540350.20TG-TINUZ, м/с300.150.10252015100.0550.00-10-8-6-4-202468100-10-8R, ммПрофиль скорости-6-4-202468R, ммПрофиль температурыРис. 3.20. Влияние зонда вблизи стенки на течение(Re =35000, Ha=320, q1/q2=55/0 кВт/м2, Grq=0.6 ∙ 10 )Для рассмотрения проблемы переднего следа, микротермопара былаустановлена в центре трубы.

Как уже было описано влияние зонда натеплоотдачу при отдалении от стенки снижается.1092Поля скорости и температуры в «измеряемом» сечении представленына Рис. 3.21.Поле скоростиПоле температурыРис. 3.21. Влияние зонда в центре трубы на течениеРаспространениевозмущенийпрофиляскоростивблизизондапредставлено на Рис. 3.22.0.300.25UZ, м/с0.200.15Расстояние до зонда-1.0 см-0.5 см1.0 см0.100.050.00-10-8-6-4-20246810R, ммРис. 3.22. Распространение возмущений скорости вблизи зондаРасстояние до зонда на Рис. 3.22 отсчитывается от королька термопарыпротив потока со знаком -, по потоку со знаком +.93Обтекание зонда можно проиллюстрировать следующей картинкой –поле продольной компоненты скорости (Рис. 3.23). Как видно из расчета,распространение возмущений вверх по потоку имеет место.

На расстоянииболее 7 мм от королька термопары возмущения скорости незаметны.Рис. 3.23. Обтекание зонда потоком. Передний следРезультатырасчетовпооценкевлияниямикротермопарынаполучаемые в экспериментах опытные данные позволяет сделать вывод отом, что влияние зонда в условиях эксперимента не существенно.943.3 ВЫВОДЫ ПО РАСЧЕТНЫМ ИССЛЕДОВАНИЯМПредложена модель учета влияния поперченного МП на турбулентныйперенос в круглой трубеРазработаны расчетные коды в среде численного моделированияANES20XEПроведено численное моделирование задачи с использованием сетокразличной геометрии.

Получено хорошее качественное и количественноесовпадение с экспериментальными данными.95ЗАКЛЮЧЕНИЕВпервые получены экспериментальные данные по полям температур,полям интенсивностей температурных пульсаций, рассчитаны коэффициентытеплоотдачи по МГД теплообмену в вертикальной круглой трубе впоперечном МП в условиях неоднородного по периметру трубы обогрева.Впервые была определена область существенного влияния свободнойконвекции в исследуемой МГД-конфигурации. Обнаружено, что в условияхнеоднородного по периметру трубы обогрева граница такой областисмещается в сторону больших чисел Рейнольдса.

Показано, что развитиевторичных течений в условиях магнитного поля приводит к появлениюнизкочастотныхпульсацийаномальновысокойамплитуды,которыепредставляют опасность для конструкции теплообменника.На основе экспериментальных данных по полям интенсивноститемпературных пульсаций автором предложена расчетная модель подавлениятурбулентного переноса в поперечном магнитном поле в круглой трубе.Разработаны расчетные коды в среде численного моделированияAnes20XE, проведены расчеты в соответствии с режимными параметрамиэксперимента в цилиндрической и декартовой системах координат. Полученохорошее соответствие результатов расчета по предложенной модели сэкспериментом.96СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ1.Алексеев П.Н., Гагаринский А.Ю., Смирнов В.П., Субботин С.А.,Цибульский В.Ф.

Потенциал термоядерной энергетики в мировойэнергосистеме будущего. 2009. С. 11-172.Кутеев Б.В., Хрипунов В.И. Современный взгляд на гибридныйтермоядерныйреактор.Трудынаучно-техническойконференции«Проблемы термоядерной энергетики и плазменные технологии», 2009,С. 18-193.Wang H., Tang Ch.. Preliminary analysis of liquid LiPb MHD flow andpressure drop in DWT blanket of FDS-I. Fusion Eng. Des. 2012.

Vol. 87. pp.1501-15054.Велихов Е.П., Мирнов С.В. Первый термоядерный реактор ИТЭРвышел на финишную прямую. Вестник МЭИ. 2009. Вып. 4. С. 11-155.Wong C.P.C., Salavy J.-F., Kim Y., Kirillov I., Rajendra Kumar E., N.B.Morley, Tanaka S., Wu Y.C., Overview of liquid metal TBM concepts andprograms. Fusion Engineering and Design. Vol. 83, 2008. pp. 850-8576.Шестаков А.А. Экспериментальное исследование характеристиктеплообмена при течении жидкого металла в вертикальной трубе впоперечном магнитном поле.

Дис. канд. техн. наук. М.: МЭИ. 2012. 124 с.7.Беляев И.А. Исследование мгд-теплообмена в наклонных каналахприменительно к перспективной ядерной энергетике. Дис. канд. техн.наук. М.: МЭИ. 2013. 172 c.8.Генин Л.Г, Свиридов В.Г. Гидродинамика и теплообмен МГДтечений в каналах. М.: Изд-во МЭИ. 2001. 200 с.9.Валуева Е.П., Свиридов В.Г. Введение в механику жидкости:Учебное пособие для вузов. М.: МЭИ, 2001. 300 с.9710.Попов В.Н. К расчету процессов теплообмена турбулентноготечения сжимаемой жидкости в круглой трубе. Теплофизика высокихтемператур.

1977. Вып. №4. С. 795-80111.Петухов Б. С., Поляков А.Ф. Отв. ред. А. И. Леонтьев. Теплообменпри смешанной турбулентной конвекции; АН СССР, Науч. совет покомплекс.пробл."Теплофизикаитеплоэнергетика".М.:Наука.1986. 192 с.12.Lyon R.N. Liquid metal heat transfer coefficients. Chem.Eng.Progress.1951, Vol. 47. p. 8713.Кириллов П.Л.. Обобщение опытных данных по переносу тепла вжидких металлах.

Атомная энергия. 1962. Т.13. №5. С. 19-2214.КрасильниковЕ.Ю.,ЭкспериментальноеЛущикисследованиеВ.Г.,НиколаенкопульсационныхВ.С.идр.характеристиктурбулентных течений проводящей жидкости в трубе в продольноммагнитном поле. Доклады АН-СССР. Т.225. №6. 1975. С. 1281-128315.Субботин В.И., Ушаков П.А., Габрилович Б.Н.

Теплообмен притечении жидких металлов в трубах. Инженерно-физический журнал.1963. Т.6. № 4. С. 16-2016.БрановерГ.Г.,ЦиноберА.Б.Магнитнаягидродинамиканесжимаемых сред. М.: Наука. 1970. 379 с.17.Ihara S., Tajima K., Matsushima A.. The flow of conducting fluids incircular pipes with finite conductivity under uniform transverse magneticfields. Trans.ASME. 1967. E.89 №4. pp.

1047-104818.Свиридов Е.В.. Исследование гидродинамики и теплообмена притечении жидкого металла в поперечном магнитном поле. Дис. канд. техн.наук. М.: МЭИ. 2002. 102 с.9819.Готовский М.А., Фирсова Э.В. Теплоотдача к жидкому металлу втрубе при наложении поперечного магнитного поля. Жидкие металлы втермоядернойэнергетике.ТрудыЦКТИ.Вып.264.Ленинград.1990. С. 35-4020.Фирсова Э.В., Лебедев М.Е. Анализ экспериментальных данных потеплообмену при течении жидких металлов в трубах в поперечноммагнитном поле. Отчет по НИР/ НПО ЦКТИ.-Л., 199121.ЛебедевМ.Е.,ФокинБ.С.,ФирсоваЭ.В.,СвиридовВ.Г.Исследование теплообмена при течении жидкого металла в трубе впоперечном магнитном поле.

Тезисы докладов Шестой всероссийскойконференции по инженерным проблемам термоядерных реакторов. 1977.С. 19322.Полянская О.Н.. Экспериментальное исследование теплообмена притечении жидкого металла в горизонтальной трубе в поперечноммагнитном поле. Дис. канд. техн. наук.

М.: МЭИ. 2003. 119 c.23.Кудрявцева Е.В. Теплоотдача на начальном термическом участкепри течении жидкого металла в продольном магнитном поле. Дис. канд.техн. наук. М.: МЭИ. 1981. 117 с.24.Gardner R.A., Likodis P.S.. Magneto-fluid-mechanic pipe flow in atransverse magnetic field. Part 2. Heat Transfer. J.Fluid Mech. 1971. v.48.

№1pp. 129-14125.Sviridov V.G., Shpansky Yu.S., Razuvanov N.G., Ustinov A.V. HeatTransfer and Secondary Motion in Liquid Metal Flow in Horizontal Duct underFusion Relevant Conditions. Proc.19th Symposium on Fusion Technology.September 16-20. Lisbon. Portugal. 19969926.Безносов А.В., Савинов С.Ю., Молодцов А.А. Экспериментальныеисследования теплопереноса к свинец-висмутовому теплоносителю впоперечноммагнитномполеприизмеряемыххарактеристикахэлектроизолирующих покрытий на ограничивающих стенках. вып.

1-еизд. Вопросы атомной науки и техники. Сер. Термоядерный синтез. 2007.C. 25-3227.СавиновС.Ю.Теплообменигидродинамикатяжелыхжидкометаллических теплоносителей в поперечном магнитном поле. Дис.канд. тех. наук. Нижний Новгород. НГТУ им. Р.Е.

Алексеева. 2010. 200 c28.ЗахватовВ.Н.Экспериментальноеирасчетноеобоснованиеприменения свинцового теплоносителя в системе охлаждения бланкетатокамака.Дис.канд.техн.наук.НижнийНовгород.НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2001. 225 с.29.Обухов Д.М. Разработка расчетных моделей и численный анализнеоднородных режимов течения в каналах индукционных МГД-машин.Дис.

канд. тех. наук. Санкт-Петербург. НИИ ЭФА им. Д.В. Ефремова.2006. 106 с.30.ПреслицкийГ.В.Исследованиепульсацийдавлениявцилиндрических линейных индукционных насосах. Дис. канд. техн. наук.Санкт-Петербург. НИИ ЭФА им. Д.В. Ефремова. 2006. 110 с.31.Монин А.С., Яглом А.М. Статистическая гидромеханика. Часть 1.М.: Наука.

1965. 640 с.32.Генин Л.Г., Свиридов В.Г. Введение в статистическую теориютурбулентности: Учебное пособие для вузов. М.: Издат. дом МЭИ.2007. 153 с.33.Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных. Пер.с англ. - М.: Мир. 1989. 540 с.10034.Anes Team. ANES20X. Пакет для численного моделированияпроцессовгидродинамикиитепломассообмена.Руководствопользователя. 201335.Захаров А.Г. Численное моделирование турбулентного течения итеплообмена жидкого металла в кольцевом канале с закрученной лентой.Магистерскаядиссертация.Нац.исслед.ун-т"МЭИ",Кафедраинженерной теплофизики (ИТФ).

Москва. 2013. 108 с.36.Огнерубов Д.А. Прямое численное моделирование гидродинамикии теплообмена МГД течений в горизонтальной круглой трубе с учётомвлияниясвободнойконвекции.Магистерскаядиссертация.Нац. исслед. ун-т "МЭИ", Кафедра инженерной теплофизики (ИТФ).Москва, 2012. 97 с.37.Belyaev I.A., Genin L.G., Listratov Ya.I., Melnikov I.A., Sviridov V.G.,Sviridov E.V., Ivochkin Yu.P., Rasuvanov N.G., Shpansky Yu.S.

Specificfeaturesofliquidmetalheattransferinatokamakreactor.Magnetohydrodynamics. Vol. 49. 2013. No. 1, pp. 177-19038.Мельников И.А., Разуванов Н.Г., Свиридов В.Г., Свиридов Е.В.,Шестаков А.А. Исследование теплообмена жидкого металла при течениив вертикальной трубе с неоднородным обогревом в поперечноммагнитном поле. Теплоэнергетика.

2013. №5. С. 52-5939.Мельников И.А., Ивочкин Ю.П., Свиридов В.Г., Разуванов Н.Г.,Чекменева Е.С., Шашурин А.Д.. Исследование МГД- теплообменажидкого металла при течении в вертикальной трубе. Тезисы докладовНаучно-техническойС. 38-41конференции«Теплофизика».Обнинск.2012.10140.Генин Л.Г., Мельников И.А., Ивочкин Ю.П., Разуванов Н.Г.,Свиридов В.Г., Чекменева E.C., Шашурин А.Д. Исследование МГДтеплообмена жидкого металла при течении в вертикальной трубе. XIVМинский международный форум по тепло- и массообмену. Тезисыдоклада, доклад. Минск.