Устройство согласованного показателя преломления потока
 | В этой статье есть несколько проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти шаблонные сообщения )
|
Согласованный индекс преломления (или MIR ) — это установка, расположенная в Национальной лаборатории Айдахо, построенная в 1990-х годах. Целью экспериментов по гидродинамике в системе потока MIR в Национальной лаборатории Айдахо (INL) является разработка эталонных баз данных для оценки решений вычислительной гидродинамики (CFD) уравнений количества движения, скалярного смешивания и моделей турбулентности для соотношений потоков. между каналами теплоносителя и перепускными зазорами в промежуточных областях типичного призматического стандартного твэла или геометрии верхнего блока отражателя типичных сверхвысокотемпературных реакторов (VHTR) в предельном случае незначительной плавучести и постоянных свойств жидкости.
Функциональность
[ редактировать ]MIR использует доплеровскую скорость для создания трехмерного изображения модели внутри цикла. Для этого в контуре циркулирует около 3500 галлонов полупрозрачного минерального масла, похожего на детское масло . Специальные кварцевые модели, изготовленные по масштабу, вставляются в петлю рядом с аппаратурой наблюдения. МИР способен анализировать множество моделей, в том числе внутреннюю часть активных зон ядерных реакторов .
Цель MIR — дать исследователям возможность анализировать свойства жидкости модели; как его структура взаимодействует с потоком воздуха , воды или другой текучей среды через него и/или вокруг него. В этом смысле МИР можно сравнить с аэродинамической трубой . Информация, которую может предоставить MIR, ценна для исследователей, которые хотят оценить проект.
Когда масло течет и выдерживается при определенной температуре, оно приобретает тот же показатель преломления, что и кварцевая модель. Такое сопоставление показателей преломления является распространенным методом, используемым в экспериментах с потоком жидкости, и позволяет исследователям и приборам видеть поток внутри объекта без искажений на границе раздела между моделями и маслом. [1] Исследователи могут исследовать поля потока с помощью измерения скорости изображения частиц , добавляя мелкие частицы в масло или просто используя примеси в маслах. [2]
Текущие эксперименты с использованием МИР
[ редактировать ]Эксперимент по обходному потоку MIR VHTR будет измерять характеристики потока в каналах теплоносителя и промежуточных зазорах между стандартными топливными элементами призматических блоков или верхними блоками отражателей. В экспериментах используются оптические методы, в первую очередь измерение скорости изображения частиц (PIV) в проточной системе INL MIR. Преимущество метода МИР заключается в том, что он позволяет проводить оптические измерения для определения характеристик потока в проходах и вокруг объектов без размещения мешающего преобразователя в поле потока и без искажения оптических путей. Эксперименты с МИР без нагрева — это первые шаги, когда геометрия сложна. [3]
Планируемые обновления
[ редактировать ]3-D лазерная допплеровская система измерения скорости
- Существующая система является 2-D.
- Высокоскоростная система измерения скорости трехмерного изображения частиц с высоким разрешением
- Частота кадров до 1 кГц (данная система поддерживает стандартную частоту 2–3 Гц или 15 Гц до предела ОЗУ)
- Разрешение 4,2 МП (действующая система имеет разрешение 1,92 МП)
- Планарная система лазерно-индуцированной флуоресценции (PILF) [4]
Авторы
[ редактировать ]- Ссылка: Беккер С., Стутс К.М., Конди К.Г., Дерст Ф. и МакЭлигот Д.М., 2002 г., «LDA-Измерения переходных потоков, вызванных квадратным ребром», J. Fluids Eng., 124, март 2002 г. , стр. 108–117.
- Ссылка: Конди, К.Г., МакКрири, GE и МакЭлигот, 2001 г., «Измерения фундаментальной физики жидкости в контейнерах для хранения ОЯТ», INEEL/EXT-01-01269, сентябрь 2001 г.
- Ссылка: МакЭлигот, Д.М., МакКрири, Дж.Е., Пинк, Р.Дж., Бэрринджер, К. и Найт, К.Дж., 2001 г., «Физическое и вычислительное моделирование для применения воздушного потока при химическом и биологическом оружии», INEEL/CON-02-00860, ноябрь 2001 г.
- Ссылка: МакЭлигот, Д.М., Конди, К.Г., Фауст, Т.Д., Джексон, Дж.Д., Кунуги, Т., МакКрири, Дж.Е., Пинк, Р.Дж., Плетчер, Р.Х., Сатаке, С.И., Шеной, А., Стейси, Д.Э.,
Вукославцевич П. и Уоллес Дж. М., 2002 г., Фундаментальная тепловая физика высокотемпературных потоков в усовершенствованных реакторных системах», INEEL-EXT-2002-1613, декабрь 2002 г. - Ссылка: МакЭлигот, Д.М., Конди, К.Г., МакКрири, GE, Хохрайтер, Л.Е., Джексон, Дж.Д., Плетчер, Р.Х., Уоллес, Дж.М., Ю, JY, Ро, С.Т., Ли, Дж.В.С. и Парк, С.О., 2003 г., «Продвинутая вычислительная тепловая физика жидкостей (CTFP) и ее оценка для легководных и сверхкритических реакторов», INEEL-EXT03-01215 Ред. 5, декабрь 2003 г.
- Ссылка: Макилрой, Х. М. младший, 2004 г., «Пограничный слой над моделями турбинных лопаток с реалистичными шероховатыми поверхностями», докторская диссертация, Университет Айдахо, декабрь 2004 г.
- Ссылка: Шустер Дж. М., Пинк Р. Дж., МакЭлигот Д. М. и Смит Д. Р., 2005 г., «Взаимодействие круговой синтетической струи с пограничным слоем с поперечным потоком», 35-я статья AIAA 2005–4749, Конференция и выставка по гидродинамике, 6. –9 июня 2005 г., Торонто, Калифорния.
- Ссылка: Макилрой, Х.М. младший, МакЭлигот, Д.М., и Пинк, Р.Дж., «Измерение явлений потока в модели нижней камеры призматического газоохлаждаемого реактора», J. of Eng. для газовых турбин и энергетики, 132, февраль 2010 г., стр. 022901–1 – 022901–7.
- Ссылка: Уилсон Б.М., Смит Б.Л., Сполл Р. и Макилрой Х.М. младший, 2009 г., «Несимметричная закрученная струя как пример хорошо моделируемого оценочного эксперимента», ICONE17-75362, Труды ICONE17. 2009 г., 17-я Международная конференция по атомной энергетике.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Райт, Сан-Франциско; Задрасил, И.; Маркидес, Китай (2017). «Обзор вариантов выбора твердое тело-жидкость для оптических измерений в однофазной жидкости, двухфазных потоках жидкость-жидкость и многофазных потоках твердое тело-жидкость» . Эксперименты с жидкостями . 58 (9): 108. Бибкод : 2017ExFl...58..108W . дои : 10.1007/s00348-017-2386-y . hdl : 10044/1/49407 .
- ^ «Техника согласованного показателя преломления» . inlportal.inl.gov . Проверено 13 октября 2013 г.
- ^ "Авторизоваться" . inlportal.inl.gov . Проверено 19 апреля 2014 г.
- ^ "Авторизоваться" . inlportal.inl.gov . Проверено 19 апреля 2014 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Миллер, П; Дэниэлсон, К; Муди, Дж; Слифка, А; Дрекслер, Э; Герцберг, Дж (2006). «Согласование показателя преломления с использованием раствора диэтилфталата/этанола для сердечно-сосудистых моделей in vitro - Springer». Эксперименты с жидкостями . 41 (3): 375–381. Бибкод : 2006ExFl...41..375M . дои : 10.1007/s00348-006-0146-5 . S2CID 122275219 .
- «Текущие эксперименты МИР» . inlportal.inl.gov . Проверено 19 апреля 2014 г.
- «ИНЛ» . inl.gov . Проверено 19 апреля 2014 г.
- «Техника согласованного показателя преломления» . inlportal.inl.gov . Проверено 19 апреля 2014 г.