Уникальные научные установки

Экспериментальный стенд для исследования гидродинамики и теплообмена жидкометаллических теплоносителей в сильных магнитных полях «Ртутный МГД-стенд» (Ртутный МГД-стенд)

УНУ создана в 1995 году

Данная УНУ была поддержана в рамках мероприятия 1.8 ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы»
Данный университет является победителем конкурсного отбора программ развития университетов, в отношении которых устанавливается категория "национальный исследовательский университет (НИУ)"
Адрес
  • Центральный
  • 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, д. 14
  • 🌎http://Usu-hgmhd.mpei.ru
Руководитель работ
Сведения о результативности за 2016 год (данные мониторинга)
Участие в мониторинге Число организаций-пользователей, ед. Число публикаций, ед. Загрузка в интересах внешних организаций-пользователей, %
да21168.53
Базовая организация

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский университет «МЭИ»

Информация об уникальной научной установке (УНУ)

Стенд предназначен для проведения экспериментальных исследований гидродинамики и теплообмена жидкометаллического теплоносителя при наличии и отсутствии сильного магнитного поля применительно к потребностям перспективной ядерной энергетики. На стенде моделируются условия теплообмена, близкие к реальным в атомных реакторах на быстрых нейтронах и термоядерных реакторах – токамаках. Стенд позволяет реализовать условия течения жидкого металла в диапазоне режимных параметров: число Рейнольдса Re –  120000 (число Пекле Pe -  до 3000), Грасгофа Grq – до 300 млн. (Рэлея Ra -  до 10 млн.), Гартмана Ha – 0 – 500),  плотность теплового потока на стенке: до 45 кВт/м2; индукция магнитного поля: до 1,1 Тесла.

Главные преимущества, обоснование уникальности установки, в том числе сопоставление УНУ с существующими аналогами

УСУ «Ртутный МГД-стенд» - единственный в России действующий жидкометаллический стенд (физическая модель МГД – теплообмена в термоядерном реакторе), в котором в качестве жидкого металла выступает ртуть. Хотя ртуть не применяется в качестве реального теплоносителя, она вне конкуренции как рабочая среда в эксперименте, что позволяет получать наивысшую точность и надёжность результатов. Методами теории подобия эти результаты могут быть перенесены на другие жидкие металлы и сплавы – реальные теплоносители в перспективной ядерной и термоядерной энергетике. УСУ «Ртутный МГД-стенд» - единственный стенд, позволяющий реализовать весь спектр режимов МГД-теплообмена жидких металлов, представляющих интерес для практики - течения в вертикальных, горизонтальных и наклонных трубах (каналах), в продольном и поперечном магнитном поле, при различных условиях обогрева (термогравитационной конвекции) стенки канала. На УСУ реализованы разнообразные уникальные методики локальных зондовых измерений трёхмерных полей осреднённой и пульсационной температуры и скорости потока жидкого металла с применением микротермопар, корреляционных, электромагнитных и волоконно- оптических датчиков. Стенд автоматизирован и поддерживает технологии дистанционного компьютерного доступа и управления экспериментом. Создание аналогичного экспериментального стенда с тем же диапазоном режимных параметров (диапазон чисел Рейнольдса: 0-7×104; числа Грасгофа: 0 - 108; диапазон чисел Гартмана: 0 ¸ 1000; числа Рэлея: до 107; числа Пекле: до 3000; плотность теплового потока на стенке: до 45 кВт/м2; индукция магнитного поля: до 1,1 Тесла) не целесообразно, так как существующий УСУ решает практически весь набор экспериментальных задач МГД–теплообмена. Однако целесообразно, используя опыт и наработки научного коллектива УСУ, создать стенд с более мощной магнитной системой, чтобы расширить диапазон чисел Гартмана на порядок, для чего понадобится сверхпроводящая магнитная система.

Основные направления научных исследований, проводимых с использованием УНУ

    Гидродинамика и теплообмен жидких металлов, численное моделирование гидродинамики и теплообмена жидких металлов.

Наиболее значимые научные результаты исследований

2016 год. Проведена подготовка (ежегодная модернизация - 2016 год) уникальной научной установки УНУ «Ртутный МГД-стенд» к трём экспериментальным сессиям. Проведены серии экспериментов на изготовленных рабочих участках – имитаторах: 1. ТВЭЛ типа «кольцевой зазор». 2. ТВЭЛ типа «канал сложной конфигурации». 3. Модель теплообменной системы реактора-токамак. Получены уникальные результаты экспериментальных исследований о распределении полей скоростей и температур при течении жидкого металла в каналах разной конфигурации при разных видах обогрева в поперечном и продольном магнитном поле, а также исследовано влияние термогравитационной конвекции на характеристики полей скоростей и температур при течении жидкого металла. Результаты отражены в публикациях в научных журналах и докладах на международных и российских конференциях. .

111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, д. 14
📷

Перечень объектов в составе УНУ (8)

Наименование Изготовитель Страна Год выпуска Количество единиц
Оптомеханичекая система управления координатным механизмом УСУ
Назначение, основные характеристики
НИУ "МЭИ" Россия 2006 1
Печь МТП-2МР
Назначение, основные характеристики
ЭТАЛОН Россия 2012 1
Система автоматизации теплофизического эксперимента САЭКСП/ТФ-06
Назначение, основные характеристики
National Instruments Россия 2007 1
Система высокотемпературных измерений теплофизических параметров в имитационных расплавах солей и металлов
Назначение, основные характеристики
АСТest-PRO Россия 2014 1
Система моделирования теплофизического эксперимента на базе Supermicro 2042-TRF, 4-x Magny-Cours 12C 6176SE 2.3G 12M 6400MT, 8x1GB DDR3-1333 1Rx8
Назначение, основные характеристики
Supermicro Соединённые Штаты Америки 2007 1
Тепловизор SDS HotFind-D
Назначение, основные характеристики
SDS Россия 2008 1
Трёхкоординатный автоматический механизм
Назначение, основные характеристики
МЭИ Россия 2008 3
Установка для лазерной сварки Мark-UNO
Назначение, основные характеристики
МАРК Россия 2008 1

Услуги (11)

Для подачи заявки на оказание услуги щелкните по ее наименованию.
Наименование Приоритетное направление
Численное исследование гидродинамики и теплообмена МГД-течений в области высоких значений параметра МГД-взаимодействия
- наиболее востребованная услуга
Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
Разработка зондовых методов исследования неизотермических турбулентных потоков жидких металлов
Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
Изучение особенностей теплогидравлики неизотермического теплоносителя применительно к перспективным ядерным установкам путём измерения полей скорости в интегральной водяной сборке
Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
Испытания на УНУ аппаратно-программных средств АСНИ, разработка конфигураций систем автоматизации и прикладного программного обеспечения
- наиболее востребованная услуга
Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
Экспериментальные исследования гидродинамики и теплообмена жидкометаллического теплоносителя
- наиболее востребованная услуга
Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
Исследование влияния термогравитационной конвекции на гидродинамику и теплообмен при подъемном течении в макете канала ИМБ
Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
Исследование структуры неизотермической МГД-турбулентности методами прямого численного моделирования
- наиболее востребованная услуга
Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
Исследование теплообмена при течении жидкометаллического теплоносителя в сильных магнитных полях применительно к системе охлаждения бланкета термоядерного реактора
- наиболее востребованная услуга
Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
Обеспечение проведения научных исследований
- наиболее востребованная услуга
Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
Разработка зондовых методов исследования неизотермических турбулентных потоков жидких металлов
- наиболее востребованная услуга
Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
Исследование компонент локальной скорости с помощью микротермопарного датчика в МГД потоке жидкого металла комбинированным методом
- наиболее востребованная услуга
Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика

Методики (3)

Наименование методики Наименование организации, аттестовавшей методику Дата аттестации
Зондовые методы измерений НИУ МЭИ 21.10.2011
Корреляционный метод измерения НИУ МЭИ 21.10.2011
Метод измерения электромагнитным датчиком НИУ МЭИ 21.10.2011

Возврат к списку


0 комментариев

Комментарии отсутствуют!

Вы можете оставить свое сообщение первым.

Написать комментарий