Исследование теплообмена жидкого металла в плоском вертикальном канале в компланарном магнитном поле применительно к системе охлаждения реактора-токамака

Применение жидкометаллической концепции охлаждения бланкета ТЯР типа «токамак» является одним из наиболее обсуждаемых вопросов в термоядерной энергетике. 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 приводит к изменению гидравлического сопротивления и теплообмена в потоке. Для технической реализации такой концепции охлаждения необходимы масштабные экспериментальные исследования гидродинамики и теплообмена в условиях, максимально приближенных к реальным, где жидкометаллический теплоноситель циркулирует при одновременном воздействии магнитного поля и термогравитационной конвекции. В последнее время на базе научно-образовательного центра МЭИ-ОИВТ РАН стало возможным получение экспериментальных данных на крупномасштабных модельных установках, адаптированных под исследование закономерностей МГД-теплообмена с использованием зондовых методов. Наряду с получением опытных данных, которые могли бы быть использованы для валидации CFD-кодов, важным направлением дальнейших исследований является разработка простых алгебраических моделей для инженерных расчетов, не требующих больших вычислительных ресурсов. Цель: исследование закономерностей теплообмена и процесса подавления пульсаций температуры компланарным магнитным полем под слабым влиянием термогравитационной конвекции при течении ртути в прямоугольном канале (соотношение сторон 1 : 3). Такая конфигурация течения соответствует российско-индийскому проекту охлаждения бланкета ИТЭР.