Для второй группы работ характерно моделирование условий гидродинамики и теплообмена наиболее приближенное к условиям работы приемников пучков частиц и диверторов термоядерных установок. Работы коллективов авторов из исследовательского центра ассоциации «Евроатом» (Франция) [115–117], Исследовательского института атомной энергии (JAERI, Япония) [118–120], НИИЭФА им. Ефремова [121–123], проводились в рамках программы конструирования дивертора ITER, итоги работы этих коллективов отражены в совместной публикации [124]. Кроме того, необходимо отметить работы, выполненные в МЭИ на кафедрах ИТФ [125–127] и ОФиЯС [128–130], а также работу [131]. Принципиальные схемы установок [115–131], методики проведения исследований и обработки первичных данных, несмотря на независимость исследований, оказались сходными. Односторонний нагрев горизонтально расположенных рабочих участков осуществлялся пучком заряженных частиц (электронов или ионов), а охлаждение – недогретым до температуры насыщения закрученным с помощью вставленной внутрь канала скрученной ленты потоком воды. Рабочие участки представляли собой фрагменты реальных элементов дивертора и приемников пучков – отрезки медных труб с внутренним цилиндрическим каналом диаметром 8÷16 мм и цилиндрическим или прямоугольным внешним периметром с толщиной стенки до 6 мм. В рабочих участках в некоторых характерных точках размещались термопары. В ходе экспериментов фиксировались показания этих термопар, параметры потока воды на входе и выходе из рабочего участка и подводимая мощность. Основной задачей исследований было получение информации о режимах теплообмена и банка данных о критических тепловых нагрузках при кипении.
В наибольшем объеме опытные данные получены на установках ассоциации «Евроатом» [115] и кафедры ОФиЯС МЭИ [128–130]. Подробное описание собственной установки представлено в следующей главе. На рис. 1.12 представлена вакуумная камера установки JAERI [119], а на рис. 1.13 схема нагрева рабочего участка установки «Евроатом» [115]. В таблице 1.1 приведены сравнительные характеристики установок, параметров исследований и рабочих участков [119], [115], и [130]. Все установки [115–131] включают в себя следующие основные системы: нагрева, вакуумную, гидравлическую, управления, сбора и обработки информации.
Рис. 1.12. Вакуумная камера установки JAERI [119]
Рис. 1.13. Схема нагрева рабочего участка установки «Евроатом» [115]
В экспериментальной установке кафедры ИТФ [125], рабочий участок представлял собой медную трубу длиной 50 мм с наружным диаметром 21 и внутренним 8 мм. Исследована труба без вставки и со вставленной внутрь скрученной лентой из нержавеющей стали с коэффициентом закрутки k = 0,84. Диапазон параметров потока: rw = 100¸3000 кг/(м2×с), р = 0.1¸1.0 МПа, х = -0.2¸0.0. В отличие от установок, представленных в таблице 1.1, обогрев рабочего участка в [125] осуществлялся не управляемым пучком заряженных частиц, а электронами, эмитированными нагреваемым ленточным катодом, расположенным вблизи рабочего участка, который являлся анодом.
Исследования, представленные в [131], носили разовый характер и были проведены в Sandia National Laboratories (США). Для закрученного потока воды было получено всего три опытных значения КТН в канале диаметром 7,62 мм, при k = 0,79, рвых = 1,14 МПа, Твх = 30 оС, скорости потока 3.0, 4.5 и 10 м/с и нагреваемой длине 40 мм.
Таблица 1.1. Сравнительные характеристики установок JAERI [119], «Евроатом» [115] и кафедры ОФиЯС МЭИ [130].
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.