مطالعه عددي و بررسي اثر ميدان مغناطيسي بر ميدان سرعت و افت فشار در بلنكت دوتايي

Numerical study and investigation of the effect of magnetic field on fluid hydrodynamic behavior

پژوهش حاضر به مطالعه ساختار يك بلنكت دوتايي و بررسي رفتار هيدروديناميك سيال فلز مايع تحت تاثير ميدان مغناطيسي براي يك راكتور گداخت هسته‌اي پرداخته است. مطالعه عددي صورت گرفته بر روي جريان داخل يك مجراي بلنكت مي‌باشد كه سيال توسط جداكننده از بدنه جدا شده‌است. از اين ساختار جداكننده هم به عنوان عايق حرارتي و هم به عنوان كاهنده افت فشار استفاده مي‌شود. با در نظر گرفتن هدايت الكتريكي براي سيال، اصول مگنتوهيدروديناميك نيز در نظر گرفته شده است. موضوعاتي كه براي بررسي انتخاب شده است عبارتند از: تاثير شدت ميدان مغناطيسي، هدايت الكتريكي ديواره جداكننده، ضخامت ساختار جداكننده و فاصله آن تا ديواره اصلي، بر ميزان افت فشار و همچنين تبيين رفتار پروفيل سرعت تحت تغيير ميدان مغناطيسـي. با توجه به نتايج به دست آمده افزايش شدت ميدان مغناطيسي ازT 0/4 تا T1 باعث افزايش 4 برابري افت فشار مي‌گردد. همچنين كاهش هدايت الكتريكي ديواره جداكننده ازS/m 500 تا S/m 5 باعث كاهش افت فشار 35 درصدي مي‌شود. بررسي‌هاي انجام شده در خصوص تغيير ضخامت ساختار جداكننده در 16 حالت مختلف نشان داد كه تغيير ضخامت، با عرض شكاف برابر تاثير چنداني بر افت فشار ندارد ولي با افزايش فاصله آن تا ديواره، افت فشار و به تبع آن توان پمپاژ كاهش مي‌يابد.

This research represents the dual blanket structure and liquid metal fluid hydrodynamic characteristic under magnetic field. Numerical study of the flow inside the blanket which is separated by separator structure from the shell side is done. This structure is used for both thermal insulation and pressure drop reducing mechanism. As the fluid has electrical conductivity properties, magnetohydrodynamic analysis is also done. In the current study following analyses are done: magnetic field effect, wall electrical conductivity, baffle thickness and its distance from wall in on pressure drop, as well as explaining the behavior of velocity profile under magnetic field changes. According to the result increasing the magnetic field from 0.4 T to 1 T increasing the pressure drop by 4 times the initial value. Also, reducing the electrical conduction in the separating wall from 500 S/m to 5 S/m reduces the pressure drop by 35%. Studies on the different thicknesses of the separator structure in 16 different cases with constant distance between the separator and the wall does not have a significant effect on the pressure drop but by increasing the distance between the separator and the wall the pressure drop will decrease and consequently decreasing in pumping power.