ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАЗРАБОТОК СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ ЯДЕРНЫХ ЭНЕРГОУСТАНОВОК НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ

Проведены экспериментальные и численные исследования гидродинамики и теплообмена при течении жидкого металла или расплава соли в вертикальных каналах под воздействием поперечного магнитного поля. Задача моделирует движение теплоносителя в полоидальных каналах системы охлаждения бланкета термоядерного реактора типа ТОКАМАК. Представлены опытные данные о температурных полях и теплоотдаче, профилях скорости, полученные в результате зондовых измерений, выполненных на базе ртутных магнитогидродинамических стендов ОИВТ РАН. Полученные данные сопоставлены с результатами численного моделирования для определения границ применимости расчетных моделей и проверки корректности задания условий в эксперименте. Разработаны и изготовлены электромагнитные датчики скорости и измерительные зонды для исследования МГД-течения в круглой трубе и плоском канале в сильном магнитном поле. Предложены средства измерения трехмерных полей температуры по длине канала и синхронных многотермопарных измерений, расчетные коды для численного моделирования МГД-конвекции в прямоугольных каналах на основе алгебраических моделей подавления турбулентности магнитным полем. Получены результаты экспериментальных исследований смешанной конвекции при подъемном течении в круглой трубе в условиях воздействия сильных магнитных полей. Проанализированы экспериментальные данные, рассчитаны безразмерные температуры и коэффициенты теплоотдачи, позволяющие верифицировать расчетные коды и разрабатывать математические модели. Модернизирован экспериментальный стенд РК-3, и создан экспериментальный участок для работы с вертикально расположенными прямоугольными каналами, заполненными имитаторами солевых расплавов (водным раствором KOH). Полученные экспериментальные результаты изменения сигналов температуры и их статистических характеристик вдоль поперечной к магнитному полю стороны канала при опускном течении в плоском канале в компланарном магнитном поле проанализированы и пересчитаны в безразмерные критерии для использования результатов отдельных режимов в качестве верификации для разработки моделей и расчетных кодов.