Отзыв ведущей организации (Исследование гидродинамики и теплообмена МГД-течений в вертикальной трубе в поперечном магнитном поле)

УТВЕРЖДАЮ: Директор ЗАО с<Наука и инновации»- Управляющей организации ОАО «НИИЭФА» н сс о ОТЗЫВ раоо .; .никона Ивана ведущей организации на диссертационную Александровича на тему: «Исследование гилродинамики и теплообмена МГД- течений в вертикальной трубе в поперечном магнитном поле». представленную ца соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 01.04.14 — «Теплофпзика и теоретическая теплотехника».

Жидкие металлы с ЖМ) применяются как теплоносители в ядерных энергетических установках и рассматриваются в качестве перспективных в термоядерных реакторах (ТЯР). В этом качестве в ТЯР могут быть использованы литий и эвтектический сплав свинец-литтк Дополнительным преимуществом этих ЖМ является возможность с их помощью нарабатывать тритий. Так. например, в проекте ИТЭР в двух испытательных модулях бланкета из шести рассматривается применение свинец-литиевой эвтектики. Однако использование ЖМ в ТЯР сопряжено с рядом проблем. одной из которых является взаимодействие ЖМ с магнитным полем (МП). служащим для удержания плазмы. Прн любой конфигурации каналов проточной части бланкета ТЯР магнитное поле воздействует на течение ЖМ. модифицирует профиль его течения и увеличивает потери давления на прокачку.

Также известно, что сильная неизотермичность потока ЖМ. которая будет характерна для ТЯР. приводит к интенсивным вторичным течениям. вызванным термогравитационной конвскцией ( 1ТК). Ма~ нитное поле с'МП) изменяет струкпуру течения. подавляя турбулентный перенос. что снижает теплообмен. при этом неоднозначно воздействуя на вторичные вихревые течения ТГК. тормозя илп усиливая последние. Результат совместного воздействия ТГК и МП на теплообмен неоднозначен и зависит от многих факторов.

в том числе ориентации канала относительно вектора силы тяжести и направления индукции МП. от распределения плотности теплового потока. Сложность описываемых процессов привела к тому, что в проектах жидкометаллических бланкетов ТЯР рассматриваются различные конфигурации каналов для прокачивания ЖМ. Так. например. применительно к проекту российского реактора ДЕМО-С оыла рассмотрена конструкция свинец-литиевого оланкета с керамическим бридером с набором вертикально ориентированных каналов прямоугольного сечения. часть которых была вюпочена гидравлически параллельно. Однако, с точки зрения простоты технологического исполнения может быть также рассмотрена конструкция бланкета с вертикальными трубами круглого сечения.

ориентированными перпендикулярно магнитному полю. В этой связи диссертационная работа Мельникова И.А.. посвяшенная экспериментальному исследованию процессов теплообмена при совместном воздействии ТГК и поперечного МП при опускном течении ртути в вертикальной трубе. является актуальной и практически важной. Текст диссертации изложен на 102 страницах машинописного текста, содержит 56 иллюстраций. в списке использованных литературных источников имеется 47 наименований.

По теме диссертации опубликовано 10 псчатных работ, в том числе 2 статьи в журналах. Во введении обосновывается актуальность темы диссертации. В первой главе рассматривается современное состояние вопроса о воздействии поперечного МП на гидродинамику и теплообмен в горизонтальных и вертикальных трубах и приводится математическое описание исследуемых процессов.

Отмечается наличие недостаточно исследованного эффекта пульсаций температуры в вертикальной трубе в поперечном МП, вызванных влиянием свооодной конвекции. Во второй главе приводится описание экспериментального стенда. методики измерений и автоматизированной системы научных исследований ~АСНИ), а также результаты экспериментов по измерению коэффициентов теплоотдачи.

локальной температуры стенки. полей температур в ЖМ и интенсивностей температурных пульсаций при опускном течении в вертикальной трубе в поперечном МП. По результатам измерений определена область безразмерных параметров с существенным влиянием свободной конвекции в данной МГД-конфигурации. В третьей главе автором предложена модель учета влияния поперечного МП па турбулентный перенос в круглой трубе, представлены разработанные расчетные коды в среде численного моделирования Апез20хе. Полученные результаты численного моделирования имеют хорошее качественное и количественное совпадение с экспериментом. Достоверность полученных результатов диссертационной работы обеспечивается своевременной поверкой использованной аппаратуры.

предварительной тарировкой всех используемых первичных датчиков: тщательной проработкой методик измерений и обработки первичных экспериментальных данных: воспроизводимостью полученных опытных результатов и согласованностью их с имеющимися в литературе теоретическими и опытными данными. полученными в близких условиях. Основная значимость диссертации состоит в получении экспериментальных результатов исследования МГД теплообмена в практически важной конфигурации опускного геченпя в вертикальной трубе в поперечном магнитном поле.

определении области безразмерных параметров с существенным влиянием свооодной конвекции. а также построении модели турбулентного переноса. позволяющей проводить численные расчеты гпдродинамикл и теплообмена для исследуемой МГД-конфигурации. Полученные результаты будут интересны исследователям, занимающимся экспериментальным исследованием гидродинамики и теплообмена жидкометаллических теплоносителей. а также при верификации кодов численного моделирования МГД теплообмена.

Данные результаты могут найти практическое применение в исследовательских центрах. предприятиях и организациях. занимающихся задачами МГД теплообмсна и гидродинамики (например, НИЦ «Курчатовский институт». ОАО «НИИЭФА», НПО ЦКТИ им. Ползуьюва. МГТУ. НГТУ. МФТИ. ОАО «НИКИЭТ», и др.). По диссертации имеются следующие замечания: 1. Отсутствует сравнение характерных параметров теплообмена в магнитном поле для течений жидких металлов в ТЯР и для проведенных экспериментальных исследований. Хотелось бы видеть использование полученной границы существенного влияния свободной конвекции 1рис. 2.2б) для оценки течений с характерными параметрами ТЯР.

3. Проведенные эксперименты включали в себя измерение пульсаций температуры только в потоке жидкого металла. При этом с практической точки зрения интересно насколько высока интенсивность таких пульсаций в стенках канала. 4. В работе заявлено. что расчетный код позволяет проводить численные расчеты гидродинамики и тсплообмена в режимах с влиянием свободной конвекции. Однако расчетная модель построена и применяется только для той области значений характерных величин течения. где указанное влияние не с~ щественно 5.

В диссертации не раскрыт вопрос верификации расчетного кода на тестовых задачах. Для течений жидкого металла в МП верификация расчетного кода не проводилась. Тем не менее, отмеченные недостатки не снижают общей положительной оценки работы, а также новизны и научной значимости полученных в диссертации результатов. Автореферат и опубликованные работы достаточно полно и точно отражают основное содержание диссертации.

~д г г РЕКОМЕНДАЦИЯ ДИССЕРТАЦИИ К ЗАЩИТЕ. Диссертация выполнена в ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский университет «МЭИ». Диссертационная работа Мельникова И.А. «Исследование гидродинамики и теплообмена МГД-тсчений в вертикальной трубе в поперечном магнитном поле», представляет законченную научно-исследовательскую работу, выполненную на высоком научном уровне и отвечает требованиям ВЛК России, предъявляемым к кандидатским диссертациям. Полученные в работе результаты представляют практический интерес, а ее автор Мельников Иван Александрович заслуживает присуждения ученой стспени кандидата технических наук по специальности 01.04.14 — «Теплофизика и теоретическая теплотехника».

Председатель секции НТС отделения НТЦ «Синтез» ОАО «НИИЭФА». директор отделения НТЦ «Синтез», доктор фнзико-математических наук, профессор 1 ф'~ Беляков В.А. Начальник лаборатории МГД-матцин отделения НТЦ «Синтез>> ОАО «НИИЭФА», кандидат физико-математических наук Обухов Д.М. Ученьш секретарь секции ПТС отделения НТЦ «Синтез» ОАО «НИИЭФА», ведущий научный сотрудник. кандидат физико-математических наук Люблин Б.В. Открытое акционерное обшество «НИИЭФА им. Д.В.Ефремова», 19бб41. Санкт- Петербург, пос.

Металлострой,. Дорога на Металлострой, д. 3. е-ц>а11: ой1се©са1ц1еь«ц11е1а.ар1>. во Заключение принято на заседании научно-технического совета (НТС) отделения НТЦ «Синтез» открытого акционерного общества «НИИЭФА им. Д.В.Ефремова» 27 октября 2014 г., протокол № б. Присутствовало на заседании 18 чел.

Результаты голосования: «з໠— 18 чел., «против» - 0 чсл., «воздержались» - 0 чел.. протокол № б от 27 октября 2014 г. .