Предложен метод магнитного жидкостного охлаждения реакторов и суперкомпьютеров
Международная команда ученых определила безопасные и опасные диапазоны чисел Гартмана и Бринкмана. Это позволило создать компьютерную программу, которая обеспечивает оптимальную работу систем магнитного жидкостного охлаждения суперкомпьютеров и ядерных реакторов, сообщили в пресс-службе Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ).
«Ученые Политехнического института ЮУрГУ вместе с коллегами из Москвы и Багдада создали специальную компьютерную программу. <…> Впервые удалось точно определить диапазоны параметров, при которых магнитное поле не разогревает, а охлаждает поток, что критически важно для мощных теплообменников, применимых для суперкомпьютеров и ядерных реакторов», — сказали в пресс-службе вуза.
В университете уточнили, что разработка основана на анализе двух ключевых параметров магнитной гидродинамики. Это число Гартмана, отвечающее за магнитное торможение потока, и число Бринкмана, характеризующее внутренний нагрев жидкости из-за вязкости и электрического сопротивления. Исследователи показали, что сильное магнитное поле может не только повышать температуру потока, но и снижать ее, когда жидкость почти останавливается и перестает греться из-за трения.
По словам ученых, они создали программу на языке Python. Моделирование проведено для круглой трубы и прямоугольного канала. Экспериментально установлено, что в прямоугольном канале магнитное торможение проявляется сильнее из-за складывающихся гартмановских слоев, тогда как круглая труба обеспечивает на 20-30% более эффективный отвод тепла при одинаковых условиях.
В вузе добавили, что исследователи определили безопасные диапазоны параметров. Для прямоугольного канала число Гартмана должно находиться в пределах 8-12, число Бринкмана — 0,05-0,3; для круглой трубы — 10-15 и 0,1-0,4 соответственно. При числе Бринкмана выше 0,5 начинается лавинообразный рост тепловыделения, а при значениях выше 2 возможно разрушение стенок из-за перегрева.
В ЮУрГУ отметили, что результаты исследования могут также использоваться при проектировании охлаждающих каналов металлургических установок и современных энергетических систем.
Источник: ТАСС. Наука.