流出分支管道引起的3维MHD效应研究

目前,磁流体动力学2维(2D)和3维(3D)效应的实验数据还很少,分支管道的MHD效应实验结果尚未见报道,圆形管道的流速分布尚没有完整的实验数据。我们利用国际合作渠道提供的仪器和国内液态金属回路的特点开展的3D磁流体动力学效应实验研究。实验在我国专门研究磁流体的动力学效应的液态金属回路上进行。其参数为:最大磁场强度2 T,最大哈德曼数M为4000,最大相互作用参数N为3600(聚变堆中M,N均在10~3～10~5范围内),回路工作介质为低共融钠钾合金,运行温度85℃,实验段管道由304不锈钢制成,主管道内径φ_0为57mm,壁厚t_(w0)为3.5mm;支管内径φ_1为22mm,壁厚t_(w1)为3.0mm;约24％流量流入支管;     

自修复三氧化二铝涂层研究

结构材料表面涂层是解决聚变堆液态金属自冷却包层中的磁流体动力学压降(MHD)的主要方法之一.探讨了在包层结构材料表面直接形成电绝缘三氧化二铝涂层的液体渗铝法,并对渗层结构和表面三氧化二铝的形貌和成分分布进行了多种电子显微分析.研究结果表明:液体渗铝法是制作自修复三氧化二铝涂层的可靠方法,但渗铝和氧化工艺对涂层性能影响较大.     

液态金属实验回路(LMEL)的总体设计和运行

液态金属实验回路（ＬＭＥＬ）是国内唯一用于聚变堆磁流体动力学（ＭＨＤ）效应和材料相容性研究的大型实验装置。与国外同类先进的装置相比，回路流程和运行方式均有重大改进，使其更先进、安全并具有多功能。回路运行分为两个阶段：第一阶段以钠－钾低共熔合金（２２Ｎａ７８Ｋ）为工质，研究ＭＨＤ效应，ＬＭＥＬ的最大哈特曼（Ｈａｒｔｍａｎｎ）数Ｍ和相互作用参数Ｎ分别为０．７５×１０４和２．５×１０４；第二阶段以液态锂为工质，研究结构材料与锂的相容性，最高温度和流速分别为５２０℃和１．３８ｍ／ｓ。     

绝缘壁通道上裂纹电极的MHD电位研究

本研究是在开展模拟涂层裂纹或未裂纹时的MHD压降实验研究时同时测量的裂纹电极间的MHD电位变化情况。实验段见文献[1]中的图1所示结构。用△V_(14)、△V_(24)分别表示余裂纹电极D1和D2与参考电极D4间实验测得的电位差,此处只选出具有一定代表性的电极间的电位差随雷诺数Re的关系曲线,即Re—△V_(14)和Re—△V_(24)的实验曲线,其结果见图1～3所示。     

MHD Effect of Liquid Metal Film Flows as Plasma-Facing Components

Stability of liquid metal film flow under gradient magnetic field is investigated. Three dimensional numerical simulations on magnetohydrodynamics （MHD） effect of free surface film flow were carried out, with emphasis on the film thickness variation and its surface stability. Three different MHD phenomena of film flow were observed in the experiment, namely, retardant, rivulet and flat film flow. From our experiment and numerical simulation it can be concluded that flat film flow is a good choice for plasma-facing components （PFCs）     

涂层裂纹引起的MHD效应不稳定性实验模拟

介绍了用铜电极和铜导线模拟管道内电绝缘涂层裂纹，引起磁流体动力学（MHD）效应的最新实验结果。结果表明：绝缘涂层的裂纹不仅使MHD压降大大提高，而且产生MHD效应的不稳定性。边界电位差U和MHD压降△P产生跃变，偏离了经典规律，跃变的幅度达100%；且在实验参数不变的情况下，边界电位差U和MHD压降△P随时间在振荡。     

二维流速分布引起的MHD压降效应

磁流体动力学流体在管道截面上的流速分布关系到材料的相容性、传热以及磁流体动力学(MHD)压降。为此研究了矩形管道截面中心线上的流速分布利由于二维流速分布引     

ITER热锚TIG钎焊采用铜基钎料致316L不锈钢渗透裂纹的研究

热锚是安装在ITER磁体支撑上,内部通有液氦,用以减少磁体支撑对超导线圈的热传导,保证超导线圈正常运行的一个关键部件.由于磁体支撑运行在低温,强电磁力冲击等复杂环境下,故要求热锚连接应具有较高的强度、韧性以及热导率.采用铜基钎料的TIG钎焊被选为热锚安装的主要方法,但是工程测试结果显示,由于在焊接过程中铜基钎料渗入316L奥氏体不锈钢晶界并沿着晶界扩展,导致不锈钢管出现裂纹并产生泄漏.通过金相、扫描SEM以及能谱EDS对采用不同钎料不同钎焊方法制作的接头试样进行分析对比,得出液态金属对固态金属的扩散渗透以及焊接部位所受应力都是影响液态金属渗透致裂的重要因素,在二者共同作用下导致固态金属脆化并出现裂纹.     

Analysis on MHD Stability of Free Surface Jet flow in a Gradient Magnetic Fields

The simplified modeling for analysis on MHD stability of free surface jet flow in a gradient magnetic fields is based on the theoretical and experimental results on channel liquid metal MHD flow, especially, the results of MHD flow velocity distribution in cross-section of channels (rectangular duct and circular pipe), and the expected results from the modeling are well agreed with the recent experimental data obtained. It is the first modeling which can efficiently explain the experimental results of liquid-metal free surface jet flow.     

二维流速分布引起的MHD压降效应(英文)

磁流体动力学流体在管道截面上的流速分布关系到材料的相容性、传热以及磁流体动力学(MHD)压降。为此研究了矩形管道截面中心线上的流速分布和由于二维流速分布引起的MHD压降效应。在这一领域,首次得出的二维效应因子,解释了目前的理论值为什么比实验值低的原因。