Отзыв ведущей организации (Исследование теплообмена жидкого металла в плоском вертикальном канале в компланарном магнитном поле применительно к системе охлаждения реактора-токамака)

(МР~ госкоРпоРлция гвогатоь!« хкцпонввнок оыпвство <<НИИЭФА им. Д.В. Ефремова» 1АО «НИИЭФА«) 196641, Санкл-Петерс) р~. поселок ~!отто!лострой. лорога на Металлострой. лом 3 Телефон: !3 !21464-44-лО. факс: !312) 464-46-23. !1пр мюо.п!!е!а арЬзо ОК!1О ООЗ626377. ОГР!1 ! !3784,5ПЗО67. Гп!Н ' 1;1!П зя!733!468 ',3!701ОВ1 Ял'Г2к'«ка «УТВЕРЖДАЮ» Генеральный директор Акционерного Общества ОТЗЫВ ведущей организации на диссертационную работу Пятницкой Натальи Юрьевны «Исследование теплообмена жидкого металла в плоском вертикальном канале в компланарном магнитном поле применительно к системе охлаждения реактора-токамака», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 01.04.14 — теплофизика и теоретическая теплотехника Характеристика работы Применение жидкометаллической концепции охлаждения бланкета термоядерного реактора )ТЯР) типа ТОКАМАК является одним из наиболее перспективных направлений прн развитии термоядерной энергетики.

В ТЯР типа ТОКАМАК течение теплоносителя происходит в сильных магнитных полях. Поскольку жидкие металлы являются электропроводной жидкостью, наличие магнитного поля (МП) приводит к деформации полей скорости и температуры, что в свою очередь приводит к изменению гидравлического сопротивления и теплообмена в потоке. Для технической реализации такой концепции охлаждения необходимы масштабные экспериментальные исследования гидродинамнки и тсплообмена в условиях максимально приближенных к реальным, где жндкометаллнческий теплоноситель циркулиру ет при одновременном воздействии магнитного поля и термогравитационной конвекции.

Настоящая работа посвящена исследованию закономерностей процесса подавления турбулентного переноса пульсаций температуры в магнитном поле при различной степени влияния конвекции при течении ртути в прямоугольном канале (соотношение сторон 1:3). Для исследования выбрана задача с компланарным магнитным полем (направление МП— вдоль длинной стороны поперечного сечения канала), что соответствует тороидальному магнитному полю в конфигурации каналов охлаждения российско-индийского проекта испытательного модуля бланкета (ИМБ) ИТЭР. Наряду с получением опытньгх данных. которые могли бы быть использованы для валидации расчетных кодов, важным направлением исследований является разработка простых алгебраичесютх моделей для инженерных расчетов, не требующих больших вычислительных ресурсов.

Диссертация общим объемом 129 страниц состоит из введения, четырех глав и выводов. Список цитируемых источников составляет б2 наименования. Положения, выносимые на защиту, прошли апробацию на различных российских и международных научных конференциях по тепло- и массообмену, опубликованы в 5 печатных работах, 2 из которых — в рецензируемых журналах, входящих в перечень ВАК. Работа выполнена с использованием современных аппаратных и программных средств. Экспериментальные данные бьши получены с помощью многократно апробированной зондовой методики.

Моделирование исследуемой задачи проводится с использованием программного комплекса АХЕБ20ХЕ, позволяющего проводить расчеты на вычислительных системах параллельной архитектуры. Степень достоверности основных результатов выносимых на защиту обеспечивается: использованием методики измерений. которая хорошо себя зарекомендовала и была многократно апробирована в ранее проведенных исследованиях на кафедре инженерной теплофизики, предварительной тарировкой всех используемых датчиков: автоматизацией эксперимента с помощью современного оборудования, статистической обработкой больших массивов первичных данных, выполненной в программной среде ЬаЬУ1ЕЖ, библиотекой эффективных программ статистического анализа данных: соответствием полученных данных общим физическим представленикм о характере воздействия компланарного магнитного поля на турбулентность, Новизна и значимость полученных результатов заключаются в следующем - впервые получены комплексные экспериментальные данные по полям осредненной температуры, интенсивностям температурных пульсаций, температурам стенки, статистическим характеристикам пульсаций температуры при опускном и подъемном течении жидкого металла (ртути) в прямоугольном канале в компланарном магнитном поле при симметричном обогреве в широком диапазоне режимных параметров (Ке.

На, Ог). впервые предложена алгебраическая модель подавления турбулентности компланарным магнитным полем при незначительном влиянии термогравитацио ни ой конвекции. Обнаружена аналогия между степенью подавления турбулентного переноса компланарным полем в прямоугольном канале и поперечным полем в круглой трубе, Данные численного моделирования с использованием предложенной модели согласуются с экспериментальными результатами.

Полученные опытные данные о коэффициентах теплоотдачи, полях осредненной температуры и температурных пульсаций могут быть использованы как при конструкторских прораоотках теплообменных систем реактора-токамака, так и для валидации компьютерных кодов численного моделирования процессов теплообмена. Г!редложенная алгебраическая модель подавления турбулентности позволяет провести инженерные оценочные расчеты процессов теплообмена в условиях существенного воздействия магнитного поля, которые не требуют больших трудозатрат, связанных с вычислительными ресурсами. Замечания по диссертационной работе 1.

Постановка задачи — «исследовать влияние магнитного поля на турбулентный перенос в чистом виде, без влияния ТГК» сужает практическое использование результатов проектами ТЯР и режимами работы с относительно слабым тепловым потоком. Можно, однако, приветствовать указанную постановку как начальный этап в решении более сложной задачи течения жидкого металла при характерных параметрах ТЯР.

2. Отсутствует упоминание о том, что анализируемое течение ртути в канале со стальными стенками соответствует, по-видимому, течению с существенным подавлением индуцированных токов в силу отсутствия смачиваемости стенок канала. 3. Не ясно, как были обработаны экспериментальные данные для получения зависимости Т, = пlп«(п — интенсивность пульсаций в МП,п» вЂ” без МП1 от Х=На /В.е. Каким образом проводилось осреднение экспериментальных данных". Каким образом объясняется независимость полученных результатов от характера течения — опускного и подъемного? 4. Следовало бы обозначить границы применимости полученной эмпирической зависимости.

Очевидно, что она справедлива для прямоугольного канала с заданным соотношением сторон, практическим отсутствием электрического контакта жидкого металла со стенками канала и в исследованном диапазоне характерных параметров. Каналы иной геометрии при идеальном электрическом контакте и в сильных магнитных полях требуют специальных исследований. Заключение В целом диссертация Н.1О. Пятницкой «Исследование пгеплообгиена жидкога гиегпалла в пюскаги верпгггкпльнпги канаге в когиаганарнаги гиагншпнпги поле применительно к систегие ахлажденггяреагапорп-токаиака» является законченной научно-квалификационной работой, посвящена актуальнььм вопросам экспериментального и расчетного исследования МГД-течений жидких металлов, отличается научной новизной и высоким научным уровнехг. Указанные замечания не снижают высокого научного уровня и оценки работы. Личный вклад автора в полученные в диссертации результаты не вызывает сомнений.

Автореферат в достаточном объеме отражает содержание диссертации. Работа «Исследование пгеплообиенп жидкого гиетигла в пгоскоги вертггкагьнпт канале в колтганарнолг гнпгнитногп иоле применительно к сиспгегие ахлажденггя репктара-пгокаипка» удовлетворяет всем требованиям ВАК п.9 «Положение о присуждении ученых степеней», утвержденного постановлением Правительства Российской Федераггии от 24 сентября 2013 г., предъявляемым к диссертациям, представленным на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 01.04.14 — теплофизика и теоретическая теплотехника, а ее автор Пятницкая Наталья Юрьевна заслуживает присуждения ученой степени кандидата технических наук по специальности 01.04.14 — теплофизика и теоретическая теплотехника. Отзыв подготовил начальник лаборатории АЛ-2 НТЦ «Синтез» АО "НИИЭФА",.

канд. физ.-мат. наук "- 1 Обухов Денис Михайлович. Председатель секции НТС НТЦ "Синтез" АО "НИИЭФА", главный научный сотрудник НТЦ «Синтез». доктор физ,-мат. наук, профессор ф<~ < Беляков Валерий Аркадьевич Ученый секретарь секции НТС НТЦ "Синтез" АО "НИИЭФА"., ведущий научный сотрудник лаборатории ЛУПСП, кандидат физ.-мат.

наук Люблин Борис Владимирович Диссертация рассмотрена, а отзыв обсужден и одобрен на научно-техническом совете НТЦ «Синтез» АО с<НИИЭФА им, Д.В. Ефремова» «16» мая 2018 года. протокол № 4. Присутствовало на заседании 18 чел. Результаты голосования: «за» - 18 чел., «против» - нет, «воздержались» - нет. .