Исследование процессов теплообмена при высоких тепловых нагрузках в интересах создания систем охлаждения ядерных энергоустановок нового поколения

Отчет 119 с., 1 кн., 75 рис., 2 табл., 80 источн. СМЕШАННАЯ КОНВЕКЦИЯ, ТУРБУЛЕНТНОЕ ТЕЧЕНИЕ, ОБЪЕМНОЕ ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЕ, ЖИДКИЕ МЕТАЛЛЫ, ЗАКАЛКА, РАСПЛАВЫ СОЛЕЙ, КИПЕНИЕ, МАГНИТНАЯ ГИДРОДИНАМИКА, ПОПЕРЕЧНОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ В течение 2024 г. проведены экспериментальные и численные исследования гидродинамики и теплообмена при течении жидкого металла или расплава соли в вертикальных каналах, полостях и комбинированных системах под воздействием поперечного магнитного поля. Задачи моделируют движение теплоносителя в полоидальных каналах системы охлаждения бланкета термоядерного реактора с инерционным удержанием плазмы (наличием сильного магнитного поля). В первой главе описаны расчетно-экспериментальные исследования по изучению теплообмена в комбинированных жидкометаллических системах. Эксперимент обосновывает возможность стационарного самотечного теплообменного модуля, в котором расплав жидкого металла за счет свободной конвекции циркулирует в одном из контуров теплообменной системы. При этом экспериментально исследованные режимы теплообмена не сопровождаются существенным развитием магнитно-конвективных пульсаций потока, что обосновывает применение стационарной численной модели в осредненных уравнениях Рейнольдса. Во второй главе показаны результаты расчетно-экспериментальных исследований теплообмена в кольцевых каналах. Приводятся данные о верификации численного моделирования с использованием криволинейной системы координат. В третьей главе приводятся экспериментальные данные о границах образования магнитно-конвективных пульсаций, полученных в вертикальных круглых трубах с контролем электропроводности стенки. Выполнены экспериментальные исследования теплообмена в полости жидкого металла с линейным источником тепла под воздействием поперечного магнитного поля. В четвертой главе приводятся результаты экспериментального поиска явления магнитно-конвективных пульсаций в потоке имитатора солевого расплава. В пятой главе выполнен анализ разработанности темы изучения схода паровой пленки при закалке перегретого тела в расплаве металла. Экспериментально опробовано воздействие ультразвука на процесс кипения при закалке перегретого тела. Приводится решение оптимизационной задачи для процесса вододисперсионного охлаждения мишени.