Рассчитан безопасный режим магнитного охлаждения реакторов и суперкомпьютеров

Магнитное поле способно охлаждать поток жидкости, а не только разогревать его, если соблюдены определённые условия. Точные границы таких режимов рассчитали для систем магнитного жидкостного охлаждения реакторов и суперкомпьютеров в международной команде с участием специалистов Южно-Уральского государственного университета, а также учёных из Москвы и Багдада.

Созданная ими программа на языке Python оценивает два ключевых параметра магнитной гидродинамики — числа Гартмана и Бринкмана. Первый описывает, насколько сильно поле тормозит поток, второй — как жидкость нагревается изнутри из-за вязкости и электрического сопротивления.

Расчёты провели для двух форм канала. В прямоугольном канале магнитное торможение выражено сильнее: там складываются так называемые гартмановские слои. При этом круглая труба при одинаковых условиях отводит тепло на 20–30% эффективнее.

Исследователи выделили безопасные диапазоны. Для прямоугольного канала число Гартмана должно быть в пределах 8–12, число Бринкмана — 0,05–0,3. Для круглой трубы подходящие значения — 10–15 и 0,1–0,4 соответственно. При числе Бринкмана выше 0,5 тепловыделение начинает расти лавинообразно, а выше 2 возможен перегрев и разрушение стенок.

Разработка может пригодиться при проектировании охлаждающих каналов металлургических установок и современных энергосистем, отметили в пресс-службе ЮУрГУ.