Метод расчета смешанной МГД-конвекции в вертикальном канале

Предложен метод численного моделирования теплообмена при течении жидкого металла в вертикальном канале с учетом влияния компланарного магнитного поля и эффектов термогравитационной конвекции. Показано, что при опускном течении в прямоугольном обогреваемом канале с соотношением сторон 3:1 встречная термогравитационная конвекция приводит к появлению интенсивных пульсаций скорости и температуры, которые могут быть учтены с помощью предложенного метода. На первом этапе методики моделирования рассматривается численное нестационарное решение упрощенной задачи в двумерной постановке: опускное течение в плоском щелевом канале с однородным обогревом одной или двух стенок. На втором этапе данные о характеристиках нестационарного двумерного течения используются для расчета осредненных характеристик в трехмерной задаче. Результаты численного моделирования верифицированы экспериментальными данными в соответствующих условиях.

Ключевые слова

Источник финансирования

Работа поддержана грантом РНФ (№ 14–50–00124). Расчеты выполнены с использованием Межведомственного суперкомпьютерного центра РАН – филиал ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, которому авторы выражают свою благодарность.

Получено

27.12.2018

Дата публикации

27.12.2018

Цитировать Скачать pdf Для скачивания PDF необходимо авторизоваться

ГОСТ	Беляев И. А. , Разуванов Н. Г. , Свиридов В. Г. Метод расчета смешанной МГД-конвекции в вертикальном канале // Теплофизика высоких температур – 2018. – Tом 56. – Номер 5 C. 798-804 [Электронный ресурс]. URL: http://ras.jes.su/tvt/s004036440003377-8-1 (дата обращения: 23.07.2024). DOI: 10.31857/S004036440003377-8
MLA	Belyaev, I., Razuvanov, N., Sviridov, V. "The method of calculating the mixed MHD convection in the vertical channel." Teplofizika vysokikh temperatur 56.5 (2018):798-804. DOI: 10.31857/S004036440003377-8
APA	Belyaev I., Razuvanov N., Sviridov V. (2018). The method of calculating the mixed MHD convection in the vertical channel. Teplofizika vysokikh temperatur 56(5), pp.798-804 DOI: 10.31857/S004036440003377-8

Размещенный ниже текст является ознакомительной версией и может не соответствовать печатной.

всего просмотров: 982

Оценка читателей: голосов 0

1. Wong C.P.C., Salavy J. F., Kim Y. et al. Overview of Liquid Metal TBM Concepts and Programs // Fusion Eng. Des. 2008. V. 83(7). P. 850.

2. Kovalenko V.G., Leshukov A. Y., Tomilov S. N., Razmerov A. V., Strebkov Y. S., Sviridenko M. N., Vitkovsky I. V. Progress in Design Development and Research Activity on LLCB TBM in Russian Federation // Fusion Eng. Des. 2016. V. 35. P. 142.

3. Генин Л.Г., Листратов Я. И., Свиридов В. Г., Жилин В. Г., Ивочкин Ю. П., Свиридов Е. В., Разуванов Н. Г. Экспериментальные исследования гидродинамики и теплообмена жидких металлов в магнитных полях // ВАНТ. Сер. термоядерный синтез. 2003. Вып. 4. С. 35.

4. Генин Л.Г., Свиридов В. Г. Гидродинамика и теплообмен МГД-течений в каналах. М.: МЭИ, 2001. 199 с.

5. Беляев И.А., Ивочкин Ю. П., Листратов Я. И., Разуванов Н. Г., Свиридов В. Г. Пульсации температуры в МГД-потоке жидкого металла в горизонтальной неоднородно обогреваемой трубе // ТВТ. 2015. Т. 53. № 5. С. 773.

6. Поддубный И.И., Пятницкая Н. Ю., Разуванов Н. Г., Свиридов В. Г., Свиридов Е. В., Лешуков А. Ю., Алесковский К. В., Обухов Д. М. Опасные режимы теплообмена при течении жидкого металла в вертикальных трубах и каналах в условиях термоядерного реактора // ВАНТ. Cер. термоядерный синтез. 2015. Т. 38. Вып. 3. С. 5.

7. Razuvanov N.G., Sviridov V. G., Sviridov E. V., Belyaev I. A., Pyatnitskaya N. Y., Zagorsky V. S. Experimental Study of Liquid Metal Heat Transfer in a Vertical Heated Channel Affected by a Coplanar Magnetic Field // Magnetohydrodynamics. 2016. V. 52 (1). P. 17.

8. Kirillov I.R., Obukhov D. M., Genin L. G., Sviridov V. G., Razuvanov N. G., Batenin V. M., Belyaev I. A., Pyatnitskaya N. Y. Buoyancy Effects in Rectangular Duct with Coplanar Magnetic Field and Single Sided Heat Load // Fusion Eng. Des. 2016. V. 104. P. 1.

9. Брановер Г.Г., Цинобер А. Б. Магнитная гидродинамика несжимаемых сред. М.: Наука, 1970. 10. Sommeria J., Moreau R. Why, How, and When, MHD Turbulence Becomes Two-dimensional // J. Fluid Mech. 1982. V. 118. P. 507.

10. Смоленцев. О модели с осреднением в расчетах МГД течений в каналах // Магнитная гидродинамика. 1997. Т. 33. № 1. С. 60.

11. Зимин В.Д., Хрипченко С. Ю. Представление уравнений магнитной гидродинамики в двумерном виде для течений в плоских каналах с ферромагнитными сердечниками // Магнитная гидродинамика. 1979. № 4. С. 117.

12. Sommeria J. Experimental Study of the Two-dimensional Inverse Energy Cascade in a Square Box // J. Fluid Mech. 1986. V. 170. P. 139.

13. Хрипченко С. Ю. Приближенные двумерные уравнения для вихревого течения в плоском слое с твердыми границами // Вычисл. мех. сплош. cред. 2010. № 3(2). С. 116.

14. Liu L., Zikanov O. Elevator Mode Convection in Flows with Strong Magnetic Fields // Phys. Fluids. 2015. V. 27(4). P. 044103.

15. Smolentsev S., Vetcha N., Abdou M. Effect of a Magnetic Field on Stability and Transitions in Liquid Breeder Flows in a Blanket // Fusion Eng. Des. 2013. V. 88(6). P. 607.

16. Belyaev I.A . , Listratov Y. I . , Melnikov I. A. , Razuvanov N. G., Sviridov V. G., Sviridov E. V. Engineering Approach to Numerical Simulation of MHD Heat Transfer // Magnetohydrodynamics. 2016. V. 52. № 3. P. 287.

17. Smolentsev S. Y. Averaged Model in MHD Duct Flow Calculations // Magnetohydrodynamics. 1997. V. 33. P. 42.

18. Артемов В.И., Яньков Г. Г., Карпов В. Е., Макаров М. В. Численное моделирование процессов тепло- и массообмена в элементах теплотехнического и энергетического оборудования // Теплоэнергетика. 2000. № 7. C. 52.

19. Ковалев С.И., Муравьев Е. В., Свиридов В. Г. Новые аспекты теплообмена при течении жидкого металла в магнитном поле термоядерного реактора // ВАНТ. Cер. термоядерный синтез. 1990. № 1. С. 32.

20. Судаков А. В. Ресурс энергооборудования при пульсациях температур // Надежность и безопасность энергетики. 2008. № 9. С. 10.

21. Поддубный И. И. Исследование гидродинамики и теплообмена жидкого металла в прямоугольном канале применительно к условиям термоядерного реактора. Дис. … канд. техн. наук. М.: МЭИ, 2016. 145 с.