Методы и результаты исследования МГД-теплообмена жидкого металла в вертикальных каналах применительно к созданию систем охлаждения термоядерного реактора ТОКАМАКа

Разработана методика экспериментального определения локальных скоростей комбинированным кондукционным анемометром в неизотермических потоках жидкого металла , предложены конструкция датчиков, зависимости для величин поправок. Получены зависимости полей скорости вторичных свободноконвективных течений ртути в магнитных полях. Установлено, что при МГД-течении жидкого металла в вертикальной трубе в поперечном магнитном поле реализуются режимы с аномально высокой интенсивностью пульсаций температуры во всей области течения и в стенках канала. Установлено, что локальные коэффициенты теплоотдачи при турбулентном течении ртути в вертикальной трубе в поперечном магнитном поле существенно неоднородны по периметру и могут принимать значения ниже, чем при ламинарном режиме течения. Выявлено, что при опускном течении в круглой трубе наложение магнитного поля приводит к развитию вторичных свободноконвективных течений. На основе экспериментальных данных определены границы режимных параметров для существенного и несущественного влияния свободной конвекции. Выявлены особенности теплообмена при течении ртути в вертикальном прямоугольном канале в компланарном магнитном поле. Получены зависимости для значений среднего и локального коэффициентов теплоотдачи, безразмерной температуры стенки , полей интенсивности температурных пульсаций. Установлено, что в компланарном магнитном поле реализуются режимы с низкочастотными пульсациями температуры аномально высокой амплитуды. Предложены зависимости для коэффициентов турбулентного переноса импульса и тепла в поперечном (плоский канал и круглая труба) и компланарном (прямоугольный канал) магнитном поле. Выявлена аналогия между степенью подавления турбулентного переноса поперечным магнитным полем в круглой трубе и компланарным магнитным полем в прямоугольном канале. Установлено, что измерительный зонд не оказывает существенного влияния на гидродинамику и теплообмен в условиях экспериментов. Авторские разработки в области создания систем автоматизации теплофизических измерений и диагностики внедрены в университетах, НИИ и КБ в России и за рубежом.