Течения в поперечном магнитном поле

Как было показано, магнитное поле оказывает значительное влияние на гидродинамику жидкого металла в каналах. Следовательно, оно в определенной мере может оказывать влияние и на интенсивность теплообмена. Для ламинарного течения в поперечном магнитном поле следует ожидать увеличения интенсивности теплообмена, что связано с выравниванием профиля скорости (эффект Гартмана) и увеличением градиента скорости в пристенной области течения. Однако для жидких металлов (Рг <С1) этот эффект может оказаться незначительным по сравнению с вкладом в теплообмен за счет молекулярной теплопроводности, который при низких скоростях течения (малых Re) будет преобладающим в механизме передачи тепла. Результаты расчета теплообмена при ламинарном течении проводящей жидкости в плоском канале в поперечном магнитном поле, влияние проводимости стенок канала на теплообмен и другие вопросы, связанные с влиянием электрического и магнитного поля на теплообмен, достаточно подробно освещены в обзоре [31]. [c.78]

Имеющиеся в настоящее время данные по установившемуся теплообмену при турбулентном течении в поперечном магнитном поле [37, 45, 48, 49, 50—52] касаются в основном течений в круглых и прямоугольных трубах и в плоскопараллельном канале. Однако малочисленность этих данных по каждому виду течений, а также сильная зависимость получаемых результатов от конкретных условий проведения экспериментов затрудняют их количественное сопоставление. [c.82]

ТЕЧЕНИЯ В ПОПЕРЕЧНОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ [c.56]

Особенности течений в поперечном магнитном поле рассматриваются на примере плоской щели и круглой трубы (см. рис. 1.46,6). Плоской щелью можно считать прямоугольный канал с большим отношением длин сторон Р = й/а (практически при Р > 5). [c.56]

Теплоотдача при течении в поперечном магнитном поле. Рекомендации по расчету коэффициентов теплоотдачи при течении в плоском канале приведены в табл. 3.22. В результате взаимодействия поперечного магнитного поля с движущейся электропроводной жидкостью в ламинарном потоке возникают электромагнитные силы, приводящие к уплощению профиля скорости и существенному увеличению коэффициента сопротивления эффект Гартмана). [c.223]

При турбулентном течении в поперечном магнитном поле влияние поля на гидродинамику и теплообмен определяется двумя эффектами эффектом Гартмана и эффектом подавления турбулентности. Эффект Гартмана вызывает существенный рост сопротивления и небольшое увеличение теплоотдачи. Как видно из рис. 3.17, а, на котором показана зависимость числа Nu от чисел Re и На для течения в плоском канале, эффект Г артмана [c.223]

При турбулентном течении в продольном магнитном поле эффект Гартмана отсутствует и влияние магнитного поля на гидродинамику проявляется через подавление турбулентности. В этом случае, как показано на рис. 3.17,6, магнитное поле вызывает снижение теплоотдачи. С увеличением числа Пекле, как и при течении в поперечном магнитном поле, влияние магнитного поля на теплоотдачу ослабевает. [c.228]

Стационарные течения в поперечном магнитном поле в трубах прямоугольного и круглого сечений рассматривались в работах Экспериментальное исследование таких течений проведено в работах в которых в качестве проводящей жидкости была использована ртуть. [c.27]

Течение вязкой электропроводной жидкости по плоскому каналу в поперечном магнитном поле [c.207]

Рис. 13.8. Плоское течение вязкой жидкости в поперечном магнитном поле

Принцип действия. При течении электропроводящей жидкости или ионизированного газа по каналу, находящемуся в поперечном магнитном поле, возникает индуцированный электрический ток, который может быть выведен с помощью помещенных в канал электродов. Таким образом, поток электропроводящей жидкости или газа при наличии магнитного поля может служить генератором электрической энергии (рис. 19.11). [c.610]

Из уравнения (48) следует, что при ламинарном течении электропроводящей жидкости в поперечном магнитном поле коэффициент теплоотдачи уменьшается по сравнению с его значением при отсутствии магнитного поля. [c.665]

Естественно, что мощность линейного МГД-генератора ограничивается длиной, на которой происходит взаимодействие ионизированного газа с магнитным полем. Один из способов увеличения длины взаимодействия — использование спирального вихревого течения газа в поперечном магнитном поле. [c.459]

Картина турбулентного течения жидкого металла в поперечном магнитном поле значительно сложнее, чем в продольном поле, ибо в этом случае поле взаимодействует как с осреднен-ным, так и с пульсационным движением. Воздействие поля на течение проявляется в виде двух взаимосвязанных эффектов — подавления турбулентных пульсаций и эффекта Гартмана. Переход от ламинарного режима к турбулентному в зависимости от числа Гартмана может происходить двояким путем. При малых числах Гартмана картина течения в переходной области близка к картине течения в отсутствие поля. Взаимодействие поля с осредненным течением мало и профиль скорости близок к параболическому. С увеличением числа Re в потоке растут турбулентные пульсации, что приводит к интенсивному перемешиванию жидкости и перестройке параболического профиля скорости в турбулентный. Переход к турбулентному режиму — критический. [c.71]

Рис. 3.11. Экспериментальные данные по сопротивлению при турбулентном течении жидких металлов в круглой трубе в поперечном магнитном поле. /-[39] 2-7-[261

Рис. 3.18. Теплообмен при турбулентном течении ртути в круглой трубе, находящейся в поперечном магнитном поле [37]

Отметим, что из-за сложной зависимости безразмерного коэффициента теплоотдачи Nu от четырех параметров — Re, На, Рг и параметра проводимости а, а также от геометрии течения для составления достаточно полного представления о процессах теплообмена в поперечном магнитном поле должна быть выполнена широкая программа экспериментальных исследований. [c.85]

При течении проводящих жидкостей в трубах или каналах в поперечном магнитном поле рассматриваются два случая [c.34]

Гидравлическое сопротивление при ламинарном течении в плоской щели в поперечном магнитном поле зависит от числа На, соотношения чисел На и Re [98], а также от значения относительной электрической проводимости стенок канала а, = = 0 8(./(аа). Здесь а , и 8(, — электрическая проводимость и толщина стенок, перпендикулярных магнитному полю. [c.56]

Эти результаты справедливы для плоской щели в поперечном магнитном поле (см. рис. 1.46,6). Особенности течения в прямоугольном канале в поперечном магнитном поле, в частности влияние величины р = А/а и проводимости боковых стенок, рассмотрены в [23, 78]. [c.58]

Турбулентное течение. Турбулентное течение в трубе в поперечном магнитном поле исследовано недостаточно. Результаты нескольких имеющихся работ обобщены в [8]. Качественно влияние эффекта Гартмана и подавления турбулентности полем [c.58]

При использовании жидких металлов в термоядерных реакторах типа токамак (при охлаждении бланкета, дивертора и др.) на гидродинамику и теплообмен сильное влияние будут оказывать магнитные поля. Влияние магнитных полей на гидродинамику электропроводных жидкостей подробно рассмотрено в 1.10. Характер и степень влияния магнитных полей на гидродинамику электропроводных жидкостей в значительной мере зависят от ориентации поля по отношению к направлению течения жидкости (течение в продольном или в поперечном магнитном поле). Основными критериями, определяющими степень влияния магнитного поля на гидродинамику, являются числа Рейнольдса Re и Гартмана На (см. 1.10). [c.223]

Уплощение профиля скорости вызывает и повышение коэффициента теплоотдачи, однако это повышение не очень значительно. Так, в плоском канале при двустороннем обогреве число Нуссельта увеличивается с 8,24 при На = О до 12 при На — оо. При течении в круглой трубе в поперечном магнитном поле температура стенки и коэффициент теплоотдачи изменяются по периметру трубы средний по периметру трубы коэффициент теплоотдачи увеличивается от 4,36 при отсутствии поля до 7 при На - оо [9]. [c.223]

Найдена связь между расходом жидкости в круглой трубе и разностью потенциалов на электродах, представляющих собой дуги окружности, при течении проводящей жидкости с заданным профилем скорости в поперечном магнитном поле. [c.681]

Фиг. 24—2. Зависимость перепада давления в трубе (rf=0,689 л<л(, /=280 мм) от величины магнитного поля Н, при различных значениях Re для течения ртути в поперечном магнитном поле.

Фиг. 24—8. Коэффициент сопротивления при течении ртути в поперечном магнитном поле

Теоретическое решение задачи о теплообмене жидкости с Рг<1 в поперечном магнитном поле для случая течения Гартмана. Т р у с о в В. П. Сб. Двухфазные потоки и вопросы теплообмена , Наука , 1970 г., 112—116. [c.162]

Экспериментальные исследования течений ртути в прямоугольных каналах и трубах в поперечном магнитном поле, выполненные в работах , свидетельствуют о том, что достаточно сильное магнитное поле подавляет турбулентность. Так, в работе было экспериментально установлено, что при М Я/900 течение становится ламинарным. В этих экспериментах удавалось получать ламинарное течение вплоть до значений числа Рейнольдса Я = 10 . Таким образом, стабилизирующее действие магнитного поля подтверждается также прямыми экспериментами. [c.43]

Эти соображения хорошо согласуются с имеющимися экспериментами по течению ртути в трубах и прямоугольных каналах в поперечном магнитном поле. Опыты, выполненные в работах и показывают, [c.50]

Чтобы найти коэффициент сопротивления трубы при ламинарном магнитогидродинамическом течении в случае < 1 и поперечном магнитном поле, поступим так же как в 4. Членом рю Юг в выражении (36) для а при ламинарном течении можно, как уже указывалось [c.659]

Теплообмен при течении электропроводящей жидкости в магнитном поле. Рассмотрим течение электропроводящей жидкости в трубе при наличии поперечного магнитного поля в случае ReJ , <1. [c.664]

Для ламинарного режима результирующий эффект воздействия поля на течение зависит от ориентации и напряженности магнитного поля, а также от формы поперечного сечения канала. В случае продольного магнитного поля характер полностью развитого ламинарного течения не меняется, так как магнитное поле не взаимодействует с потоком из-за параллельности векторов скорости потока v и магнитной индукции B(v B). Если жидкость движется в поперечном магнитном поле (v LB), то в ней индуцируются замкнутые токи, которые приводят к возникновению объемной электромагнитной силы уХВ. Эта сила распределена по сечению канала таким образом, что она ускоряет медленно движущиеся слои жидкости у стенок и тормозит поток в центре канала, уплощая профиль скорости (эффект Гартмана). Уплощение профиля, в свою очередь, приводит к увеличению касательного напряжения на стенках Хст и, следовательно, к увеличению коэффициента сопротивления. На характер течения в поперечном магнитном поле существенное влияние оказывает и проводимость стенок, обусловливающая дополнительные потери напора. [c.60]

Теплоотдача при турбулентном течении в круглой трубе в поперечном магнитном поле исследована еще недостаточно. Экспериментальные данные разных авторов плохо согласуются между собой их анализ существенно затрудняется из-за сильного влияния на гидродинамику и теплообмен термогравитационной конвекции. Поэтому пока невозможно рекомендовать какие-либо формулы для расчета коэффициентов теплоотдачи, но аналогия процессов в круглой трубе и в плоском канале позволяет сделать следующие выводы. Средние коэффициенты теплоотдачи при турбулентном течении в поперечном магнитном поле должны лежать ниже значений, соответствующих турбулентному течению без магнитного поля и определяемых формулой (3,146), и не ниже значений, соответствующих ламинарному течению, С увеличением числа Пекле степень влияния магнитного поля на коэффициент теплоотдачи должна ослабевать и значения коэффициентов теп- [c.223]

Для течения в шероховатых трубах в отсутствие магнитного поля гидравлическое сопротивление при ламинарном режиме практически не отличается от сопротивления при течении в гладких трубах. В поперечном магнитном поле картина течения в шероховатых трубах существенно меняется. Исследование свободного обтекания тел проводящей жидкостью [17] показало, что наложение магнитного поля приводит к увеличению давления в окрестности лобовой части тела и к понижению в кормовой (т. е. к увеличению сопротивления формы), к повышению сопротивления трения вследствие увеличения градиента скорости на поверхности тела, к безотрывности течения при больших значениях индукции магнитного поля и т. д. Обтекание элементов шероховатости, расположенных на стенке, имеет специфические особенности, однако качественно влияние поперечного магнитного поля на течение в обоих случаях аналогично. Численное решение дифференциальных уравнений движения для ламинарного плоскопараллельного течения несжимаемой проводящей жидкости между бесконечными непроводящими плоскостями, имеющими равномерно расположенные призматические выступы квадратного сечения [18], подтверждает это предпо- [c.66]

Плоская щель в поперечном магнитном поле. Ламинарное течение течение Гартмана). При движении жидкости в поперечном магнитном поле в плоскости поперечного сечения канала индуцируются замкнутые токи плотностью j. Токи замыкаются через узкие пристеночные слои жидкости толщиной 5 = 1 /На, которые формируются у стенок, перпендикулярных полю (так называемые гартма-новские слои). Появление токов у приводит к возникновению объемной электромагнитной силы f = =jxB. Эта сила распределена по сечению канала таким образом, что она ускоряет движение медленно движущихся слоев жидкости у стенок и тормозит поток в центре канала. В результате проявляется эффект Гартмана профиль скорости уплощается, а в гартмановских слоях существенно возрастают градиенты скорости. [c.56]

Эффект подавления турбулентности, приводящий к снижению гидравлического сопротивления, проявляется при сравнительно небольших числах На, а эффект Г артмана преобладает при больших числах На, когда турбулентность уже практически подавлена (рис. 1.50). Следовательно, вклад эффекта Г артмана в гидравлическое сопротивление при турбулентном течении практически такой же, как в случае ламинарного течения, и описывается уравнением (1.104). Вместе с тем МГД-турбу-лентная составляющая коэффициента сопротивления зависит от Ha/Re качественно так же, как в продольном магнитном поле (см. рис. 1.48), хотя количественно ламинаризующее воздействие магнитного поля во много раз сильнее. Согласно рекомендациям [22] коэффициент гидравлического сопротивления при турбулентном МГД-течении в плоском канале в поперечном магнитном поле определяется выражением [c.57]

Круглая труба в поперечном магнитном поле. Ламинарное течение. Поперечное магнитное поле существенно влияет на профиль скорости в трубе [8]. В трубе с непроводящими стенками [а. = a 8 /(ad) = 0] с увеличением числа На происходит перестройка профиля скорости таким образом, что профиль скорости вдоль диаметра трубы, параллельного полю (рис. 1.51, а), уплощается подобно тому, как это происходит в плоском канале, однако количественно эффект Гартмана проявляется слабее [78]. Профиль скорости вдоль диаметра, перпендикулярного полю, деформируется слабее, сохраняя черты параболической формы (рис. 1.51,6). [c.58]

Фиг. 24—1. Профили скоростей для течения жидкости в поперечном магнитном поле между неяроводящими пластинами в зависимости от значений числа На

На фиг. 24-2 области турбулентного и ламинарного течения жидкого металла (ртути) в поперечном магнитном поле разграничены сплошной линией. С увеличением числа Рейнольдса точка перехода смещается в сторону больших магнитных полей. Зависимость критического значения числа Рейнольдса, при котором происходит переход ламинарного течения в турбулентное, от числа Гартмана показана на фиг. 24—7, взятой из работы Г. Г. Брановера и О. А. Лиелау-сиса (сплошная линия). [c.618]

На рис. 13.24 представлена зависимость коэффициента трения от числа Рейнольдса для течения в плоском канале при наличии поперечного магнитного поля (О, Ву, 0). Расчетные кривые даны штриховыми, экспериментальные — сплошны1Ми линиями. [c.259]

Из выражений (42) и (43) следует, что наложение поперечного магнитного поля приводит при турбулентном течении проводящей жидкости к некоторому уменьшению длины пути смешения турбулентных пульсаций и к возрастанию дшх1дг, т. е. к более крутому профилю скоростей. При этом в уравнении распределения скоростей наряду с характерным для турбулентного потока логарифмическим членом появляется линейный член. [c.662]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...