Определенные безопасные и опасные значения чисел Гартмана и Бринкмана позволили создать программное обеспечение для оптимизации работы систем магнитного жидкостного охлаждения в суперкомпьютерах и ядерных реакторах. Ученые из Политехнического института ЮУрГУ совместно с коллегами из Москвы и Багдада разработали программу, которая впервые точно определила условия, при которых магнитное поле способствует охлаждению потока. Это имеет большое значение для теплообменников, применяемых в этих системах.
Разработка базируется на анализе двух ключевых параметров в области магнитной гидродинамики: числа Гартмана, которое отражает магнитное торможение потока, и числа Бринкмана, характеризующего внутренний нагрев жидкости. Исследования показали, что сильное магнитное поле может как увеличивать, так и снижать температуру потока при почти полной остановке жидкости, что приводит к снижению нагрева от трения.
Программа была написана на языке Python, а моделирование проводилось для круглой трубы и прямоугольного канала. Эксперименты показали, что в прямоугольном канале магнитное торможение выражено сильнее из-за возникновения гартмановских слоев, тогда как круглая труба обеспечивает более эффективный отвод тепла на 20‑30% при одинаковых условиях.
Исследователи определили безопасные диапазоны параметров: для прямоугольного канала число Гартмана должно быть в пределах от 8 до 12, а число Бринкмана – от 0,05 до 0,3; для круглой трубы – от 10 до 15 и от 0,1 до 0,4 соответственно. При числе Бринкмана выше 0,5 происходит лавинообразный рост тепловыделения, а при значениях более 2 возможны повреждения стенок из-за перегрева. Полученные результаты будут полезны для проектирования охлаждающих систем в металлургических установках и современных энергетических установках.
Источник: proulyanovsk.ru
распечатать статью
