Местонахождение УНУ:

• Федеральный округ: Центральный
• Регион: г. Москва
• 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, д. 14

Руководитель работ на УНУ:

• Свиридов Валентин Георгиевич
• +7 (495) 3627674
• info@cati.ru

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.

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.

Модернизирован ртутный МГД-стенд путём включения  в  штатное оборудование нового рабочего участка, двух- и трёхкоординатных измерительных зондов новой  конструкции и новых датчиков (микротермопарных и многоэлектродных) с использованием новой методики измерений. Разработано  аппаратно-программное обеспечение дистанционного (по компьютерной сети, в том числе глобальной) подключения  модернизированного ртутного МГД-стенда к новому МГД-стенду МЭИ-ОИВТ РАН  (с  уникальным электромагнитом, создающим магнитное поле индукцией  до 2,7 Тесла) с целью создания уникальной научной установки - теплофизического  МГД-комплекса  для исследования  перспективных теплоносителей - жидких металлов и расплавов солей в расширенном диапазоне режимных параметров. Модернизирована система автоматизации комплекса на базе аппаратно-программных средств нового поколения PXI, CompRIO,  LabVIEW. Получены новые экспериментальные данные по  полям температуры, интенсивности температурных пульсаций  при числах Рейнольдса до 30000, числах Гартмана до 1300, что соответствует условиям термоядерного реактора-источника нейтронов. Обнаружено сильное влияние магнитного поля на указанные величины. Применительно к быстрым реакторам на комплексе получены новые опытные данные по полям скорости и характеристикам теплообмена  при турбулентном течении в кольцевом канале со спиральным ребром. Методами теории подобия  результаты могут быть пересчитаны на  реальные теплоносители быстрых реакторов.  Опытные данные могут быть использованы для тестирования компьютерных кодов численного моделирования процессов теплообмена  в быстром реакторе. По данной тематике защищена  кандидатская диссертация. Применительно к быстрым реакторам получены данные RANS расчётов гидродинамики и теплообмена при турбулентном течении жидкого металла в кольцевом канале со спиральным ребром. Получено хорошее соответствие с результатами экспериментов. Исследованы факторы неопределенности, которые необходимо учитывать при проведении верификационных расчетов. Кроме этого методом DNS получены данные расчётов гидродинамики и теплообмена при течении жидких металлов и расплавов солей в трубе и прямоугольном канале. Получены новые данные влияния продольного магнитного поля и термогравитационной конвекции на МГД-теплообмен в горизонтальной обогреваемой трубе. Результаты отражены в публикациях в научных журналах и докладах на международных и российских конференциях.

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

Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика

экологически чистая и ресурсосберегающая энергетика, глубокая переработка углеводородного сырья, новые источники энергии

Оптомеханичекая система управления координатным механизмом УСУ
Фирма-изготовитель:  НИУ "МЭИ"
Страна происхождения фирмы-изготовителя:  Россия
Год выпуска:  2006
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Управление координатным механизмом Инв.№0760012201

Печь МТП-2МР
Фирма-изготовитель:  ЭТАЛОН
Страна происхождения фирмы-изготовителя:  Россия
Год выпуска:  2012
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Температурные испытания элементов установки. Инв.№210134000505

Система автоматизации теплофизического эксперимента САЭКСП/ТФ-06
Фирма-изготовитель:  National Instruments
Страна происхождения фирмы-изготовителя:  Россия
Год выпуска:  2007
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Автоматизация исследований теплообмена и гидродинамики жидких металлов Инв.№ 0760012265

Система высокотемпературных измерений теплофизических параметров в имитационных расплавах солей и металлов
Фирма-изготовитель:  АСТest-PRO
Страна происхождения фирмы-изготовителя:  Россия
Год выпуска:  2014
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Измерение температур теплового состояния расплавов солей и жидких металлов. Инв.№ 510124000054

Система моделирования теплофизического эксперимента на базе Supermicro 2042-TRF, 4-x Magny-Cours 12C 6176SE 2.3G 12M 6400MT, 8x1GB DDR3-1333 1Rx8
Фирма-изготовитель:  Supermicro
Страна происхождения фирмы-изготовителя:  Соединённые Штаты Америки
Год выпуска:  2007
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Численное моделирование гидродинамики и теплообмена жидких металлов. Инв.№ 0760012374

Тепловизор SDS HotFind-D
Фирма-изготовитель:  SDS
Страна происхождения фирмы-изготовителя:  Россия
Год выпуска:  2008
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Дистанционное измерение температуры. Инв.№0760012309

Трёхкоординатный автоматический механизм
Фирма-изготовитель:  МЭИ
Страна происхождения фирмы-изготовителя:  Россия
Год выпуска:  2008
Количество единиц:  3
Назначение, краткая характеристика: Перемещение датчиков измерительного зонда. Инв.№0760012312; 0760012313; 0760012314

Установка для лазерной сварки Мark-UNO
Фирма-изготовитель:  МАРК
Страна происхождения фирмы-изготовителя:  Россия
Год выпуска:  2008
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Сварка микроконтактов измерительных зондов. Инв.№0760012311