Редакция сайта ТАСС
ПЕРМЬ, 25 ноября. /ТАСС/. Ученые Института механики сплошных сред УрО РАН (филиал ПФИЦ УрО РАН) создали экспериментальную установку, в которой при помощи магнитного поля генерируются сложные закрученные потоки в жидком металле. Например, разработка позволяет создавать сложные течения вроде вертикальных джетов и торнадо, что открывает новые возможности при создании устройств для перекачки жидкометаллических теплоносителей на АЭС или для управления качеством литья на производстве, сообщили ТАСС в пресс-службе Минобрнауки РФ.
"Закрученные потоки жидкости и газа нашли широкое применение в современной технике благодаря своим аэродинамическим, термодинамическим и гидромеханическим качествам, которые позволяют многократно интенсифицировать процессы энерго-, массо- и теплообмена. Удивительно, насколько богатый набор сценариев позволяет наблюдать наша установка: начиная от достаточно простых течений при небольших скоростях и заканчивая сложными течениями типа вертикальных джетов и торнадо. Изучение каждого из этих течений и понимание механизмов управления ими позволят оптимизировать процессы производства, подавляя нежелательные или создавая полезные эффекты", - рассказал научный сотрудник лаборатории технологической гидродинамики Института механики сплошных сред УрО РАН, кандидат физико-математических наук Андрей Мамыкин.
Как пояснили исследователи, расплавленные металлы, электролиты, жидкое ядро планет - это проводящие жидкости, течение которых существенно усложняется под действием внешнего магнитного поля. Изучением их движения занимается магнитная гидродинамика
Как аналог торнадо создается в жидком металле
Управлять потоком проводящей жидкости можно бесконтактно при помощи внешнего магнитного поля, создаваемого катушками с электрическим током. Меняя конфигурацию катушек, можно генерировать поле сложной геометрии, а подавая переменный ток, - создавать бегущую волну магнитного поля.
Этот принцип, как отметили в Пермском федеральном исследовательском центре УрО РАН, использовался при разработке лабораторной установки. В ее ядре находится цилиндрический сосуд, состоящий из двух частей разного диаметра. Такая геометрия воспроизводит, например, свойства ковша для непрерывного литья. Система катушек позволяет закручивать магнитное поле в ячейке в противоположных направлениях. Это позволило бесконтактно, с помощью магнитного поля, создать в ячейке с жидким металлом противоположно закрученные потоки.
"В такой системе может существовать целый спектр течений - вплоть до вихрей, напоминающих торнадо. Это интенсивные локализованные структуры, где в центре вращающегося слоя формируется сходящийся нисходящий поток. Кроме того, в системе обнаружены вертикальные джеты, струйные течения, возникающих без сквозной прокачки системы", - добавили в исследовательском центре.
По данным Минобрнауки РФ, установка создана учеными Института механики сплошных сред УрО РАН в рамках крупного научного проекта "Фундаментальная механика в новых материалах, конструкциях, технологиях".
Комментарии