通道插件管道MHD效应初步实验结果 被引量：9

1

作者 许增裕 潘传杰 +3 位作者 张秀杰 赵丽 张键 杨国骥 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期6-9,共4页

给出了通道插件管道MHD效应的初步实验结果,结果表明:中心区流速分布与数值预测的差别较大,且不同位置的管道截面流速分布不同,在压力平衡孔之间呈周期性变化;宏观的中心区与边缘区流量分配、MHD压降与简化理论预测结果相接近。这些数... 给出了通道插件管道MHD效应的初步实验结果,结果表明:中心区流速分布与数值预测的差别较大,且不同位置的管道截面流速分布不同,在压力平衡孔之间呈周期性变化;宏观的中心区与边缘区流量分配、MHD压降与简化理论预测结果相接近。这些数据将给FCI管道数值分析模型的完善和液态包层设计提供参考。 展开更多

关键词 液态包层 通道插件 MHD效应

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几种液体金属自由表面的MHD不稳定性实验研究 被引量：5

2

作者 许增裕 潘传杰 +1 位作者 康伟山 张秀杰 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期289-292,共4页

介绍了在核工业西南物理研究院的液态金属实验回路(LMEL)上获得的几种可供液态偏滤器-限制器系统选用的液体自由表面的磁流体动力学(MHD)效应不稳定性的实验结果。实验发现:自由表面射流在穿越梯度横磁场时射程变短、截面变扁平,但MHD... 介绍了在核工业西南物理研究院的液态金属实验回路(LMEL)上获得的几种可供液态偏滤器-限制器系统选用的液体自由表面的磁流体动力学(MHD)效应不稳定性的实验结果。实验发现:自由表面射流在穿越梯度横磁场时射程变短、截面变扁平,但MHD效应稳定,调节射流与磁场的夹角可以控制射流的流动特性;自由表面膜流MHD效应存在三种现象,即层流、溪状流和湍流。层流是由多束射流打到固体表面产生的(简称"射-膜流"),从MHD效应角度考虑,"射-膜流"将是四种可选液态偏滤器-限制器系统的液体自由表面形式中最佳的选择。同时,探讨了从物理的角度来理解四种自由表面形式的MHD效应的现象。 展开更多

关键词 液态金属 自由表面 射-膜流 MHD效应

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自由表面磁流体射流不稳定性分析(II) 被引量：2

3

作者 许增裕 薛世华 +2 位作者 康伟山 潘传杰 赵怀国 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期19-23,共5页

用微分解析方法分析了自由表面磁流体射流在两个非均匀、相互垂直的横向磁场中的稳定性行为。获得了在给定射流初始速度分布和磁场分布条件下射流的速度空间分布表达式;分析了射流扭转及向外溅射的位置。

关键词 磁流体力学 非均匀磁场 自由表面金属流体射流 磁场分布 核试验物理 射流溅射

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FCI结构及其电导率对MHD效应影响实验研究 被引量：3

4

作者 许增裕 潘传杰 +3 位作者 张秀杰 赵丽 张键 杨国骥 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期122-126,共5页

实验研究了通道插件(FCI)压力平衡孔(PEH)和压力平衡狭缝(PES)结构、绝缘和非绝缘材质对磁流体动力学(MHD)效应的影响,结果表明:带PEH或PES、绝缘或非绝缘材质的FCI产生的流速分布有很大的差异;对MHD压降而言,FCI结构PEHs或PES差异的影... 实验研究了通道插件(FCI)压力平衡孔(PEH)和压力平衡狭缝(PES)结构、绝缘和非绝缘材质对磁流体动力学(MHD)效应的影响,结果表明:带PEH或PES、绝缘或非绝缘材质的FCI产生的流速分布有很大的差异;对MHD压降而言,FCI结构PEHs或PES差异的影响大于FCI绝缘或非绝缘材质差异引起的影响;对流速分布而则刚好相反。二次流引起的局部流速骤增的MHD效应(简称为S-MHD效应)对控制管道内流速分布和降低MHD压降有作用,这些实验结果为弄清FCI的MHD效应机制和液态金属包层设计提供了实验认知与有价值的参考。 展开更多

关键词 液态包层 通道插件 S-MHD效应

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简化理论研究液态包层通道插件流体MHD效应 被引量：4

5

作者 许增裕 潘传杰 张秀杰 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期205-208,共4页

基于先前的普通管道中的MHD效应的实验结果和质量守恒定律(或液态流体不可压缩原理)、洛仑磁力定律和电荷守恒定律,再利用有源网络等效方法,发展出一种简化而有效的分析带通道插件(FCI)管道的磁流体动力学(MHD)效应的方法。简化理论预... 基于先前的普通管道中的MHD效应的实验结果和质量守恒定律(或液态流体不可压缩原理)、洛仑磁力定律和电荷守恒定律,再利用有源网络等效方法,发展出一种简化而有效的分析带通道插件(FCI)管道的磁流体动力学(MHD)效应的方法。简化理论预测结果表明:采用FCI可有效地降低MHD压降;FCI的电导率存在一个临界值时,当大于这个值时,中心区流速将小于边界区流速;管道结构、FCI电导率、液态金属种类等存在着一个最佳组合参数,能最有效地减少MHD压降。 展开更多

关键词 液态包层 通道插件 MHD效应

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聚变材料研究的现状和展望 被引量：17

6

作者 许增裕 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 2003年第z1期105-110,共6页

概要介绍了国际上聚变材料研究的发展趋势、有待解决的关键问题和创新概念以及国内聚变材料研究的状况。

关键词 结构材料 面对等离子体材料 包层材料

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国际热核实验堆的建造与聚变堆材料研究 被引量：13

7

作者 许增裕 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第B07期46-52,共7页

当前国际热核实验堆(ITER)的建造对推动聚变材料研究起着关键作用。本文介绍ITER建造对聚变材料研究带来的深刻影响及聚变材料研究本身将产生的变化,旨在让关心聚变材料研究的人们对聚变材料研究的进程、紧迫性和艰巨性有一初步认识。

关键词 国际热核实验堆 示范堆 聚变材料

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自由表面射流磁流体不稳定性分析(I) 被引量：4

8

作者 许增裕 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期96-100,共5页

利用微分解析方法分析了自由表面液态金属射流在非均匀的横向磁场中的稳定性行为,得出了在给定射流初始速度分布和磁场分布条件下,射流的速度空间分布表达式。在特定的条件下,射流存在固有稳定区,其稳定区长度与横向磁场的空间非均匀程... 利用微分解析方法分析了自由表面液态金属射流在非均匀的横向磁场中的稳定性行为,得出了在给定射流初始速度分布和磁场分布条件下,射流的速度空间分布表达式。在特定的条件下,射流存在固有稳定区,其稳定区长度与横向磁场的空间非均匀程度和射流的初始速度有关;但其向外溅射的位置与BT横向磁场的非均匀程度、射流的初始速度、液态金属粘滞系数和重力加速度有关。 展开更多

关键词 微分解析方法 自由表面 液态金属 射流 磁流体动力学 不稳定性 磁聚变装置 偏滤器 非均匀磁场

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一种简化求解非均匀磁场中射流流速及截面的方法 被引量：1

9

作者 许增裕 康伟山 +1 位作者 潘传杰 赵怀国 《科学技术与工程》 2004年第1期31-35,共5页

论述了一种能较好地分析和预测非均匀磁场中液态金属自由表面射流流速及截面变化的简化的理论求解方法 。

关键词 非均匀磁场 自由表面射流 液态金属 截面 流速 磁流体动力学

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新型多元掺杂面对等离子体碳基材料的性能研究

10

作者 许增裕 刘翔 +4 位作者 谌继明 王明旭 宋进仁 翟更太 李承新 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2002年第4期349-355,共7页

对方案和机理的研究 ,在国内相关单位采取优势互补的方法进行合作 ,基于理论和实验 ,得出了高强度、高热导、低溅射掺杂石墨和碳 碳 (C C)复合材料的最佳配方 ;合适的工艺路线和工艺参数 ;掺杂石墨热导率提高 4倍以上 ;化学溅射产额下... 对方案和机理的研究 ,在国内相关单位采取优势互补的方法进行合作 ,基于理论和实验 ,得出了高强度、高热导、低溅射掺杂石墨和碳 碳 (C C)复合材料的最佳配方 ;合适的工艺路线和工艺参数 ;掺杂石墨热导率提高 4倍以上 ;化学溅射产额下降 1个数量级 ;抗辐照增强升华和热解吸均有明显改善 ;抗等离子体辐照综合性能亦有较大提高 ,经受 1 0 展开更多

关键词 多元掺杂 等离子体碳基材料 性能 C/C复合材料 聚变堆 石墨

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HL-2A装置第一壁石墨组件研究 被引量：9

11

作者 王明旭 许增裕 +3 位作者 谌继明 吴继红 严龙文 白刚毅 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期24-28,共5页

HL 2A装置的第一壁由石墨构件、Cu偏滤器靶板和AISI304LN不锈钢真空室内壁组成。石墨构件总重量为44kg,覆盖面积为2 8m2,覆盖率为2 2%。由于HL 2A装置所用石墨件材料均为历经长期托卡马克实验和长期暴露大气的石墨材料,因此石墨构件的... HL 2A装置的第一壁由石墨构件、Cu偏滤器靶板和AISI304LN不锈钢真空室内壁组成。石墨构件总重量为44kg,覆盖面积为2 8m2,覆盖率为2 2%。由于HL 2A装置所用石墨件材料均为历经长期托卡马克实验和长期暴露大气的石墨材料,因此石墨构件的处理效果显得更为重要。介绍了EK98、SMF 800石墨材料、ASDEX装置用CFC、国产CFC的研究结果和HL 2A装置第一壁石墨材料预处理及其结果。 展开更多

关键词 HL-2A装置 石墨构件 托卡马克实验 化学腐蚀 吸放气性能 预处理

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ITER屏蔽包层模块的热工水力与热应力分析 被引量：10

12

作者 康伟山 张斧 +1 位作者 吴继红 许增裕 《核聚变与等离子体物理》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期320-323,共4页

对ITER靠近中性束端口的标准屏蔽包层模块进行了热工水力与热应力计算与分析。首先用流体力学方法计算了两种导流管的阻力系数,然后通过合理简化计算了冷却管道系统的水力学,最后根据水力学的计算结果得到温度及应力的分布。分析结果表... 对ITER靠近中性束端口的标准屏蔽包层模块进行了热工水力与热应力计算与分析。首先用流体力学方法计算了两种导流管的阻力系数,然后通过合理简化计算了冷却管道系统的水力学,最后根据水力学的计算结果得到温度及应力的分布。分析结果表明,现有的屏蔽包层设计与旧的设计相比,能更有效地降低能量损失、提高冷却效率,满足设计要求。同时需要做局部改进,以确保安全运行。 展开更多

关键词 ITER 屏蔽包层 热工水力学 计算流体力学 有限元法

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WCu梯度功能材料的高热负荷性能研究 被引量：5

13

作者 刘翔 谌继明 +3 位作者 许增裕 邓颖 葛昌纯 李江涛 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期203-208,共6页

用等离子体喷涂和热压方法制作了W Cu梯度功能材料(FGM)样品,用大功率ND∶YAG激光对其进行了高热负载模拟实验。结果表明,在100～400MW·m-2的瞬时(脉冲宽度为4ms)热负载下,经过200～700次热循环,未发现有W Cu复合体开裂。在123MW&#... 用等离子体喷涂和热压方法制作了W Cu梯度功能材料(FGM)样品,用大功率ND∶YAG激光对其进行了高热负载模拟实验。结果表明,在100～400MW·m-2的瞬时(脉冲宽度为4ms)热负载下,经过200～700次热循环,未发现有W Cu复合体开裂。在123MW·m-2的功率密度下作用700次,发现钨表面有再结晶现象及严重的晶界腐蚀和裂纹,再结晶的平均晶粒尺寸约为5～10μm,垂直于表面呈柱状结构,再结晶层厚度约20～30μm。由于激光的淬冷效应,晶粒生长的趋势并不明显。在398MW·m-2功率密度下出现了明显的腐蚀坑,坑内呈疏松的蜂窝结构,坑的边缘出现了明显沉积区,能谱分析表明沉积区集聚了大量的金属杂质。等离子体喷涂试样比热压试样更易产生晶界的断裂的裂纹。在相同的热负荷条件下,W CuFGM的重量损失低于石墨材料的重量损失。 展开更多

关键词 W/Cu梯度功能材料 高热负荷 再结晶 材料试验 聚变堆

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掺杂石墨在高能激光束和电子束作用下的热冲击行为 被引量：5

14

作者 谌继明 刘翔 +2 位作者 肖征贤 许增裕 杨霖 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2002年第1期47-52,共6页

石墨被广泛用于当今的托卡马克装置中 ,作为真空室第一壁和偏滤器靶板的保护材料 ,也是未来聚变堆的一种候选面对等离子体材料。其抗化学溅射性能和抗热冲击性能受到广泛关注。用高能激光束和电子束轰击实验材料 ,模拟聚变堆面对等离子... 石墨被广泛用于当今的托卡马克装置中 ,作为真空室第一壁和偏滤器靶板的保护材料 ,也是未来聚变堆的一种候选面对等离子体材料。其抗化学溅射性能和抗热冲击性能受到广泛关注。用高能激光束和电子束轰击实验材料 ,模拟聚变堆面对等离子体材料在等离子体破裂时的工作状态 ,考察了 4种掺杂石墨材料在热冲击下的热腐蚀规律。实验结果表明 ,石墨掺杂能有效降低材料的烧蚀率。当激光单脉冲能量密度为 491 5KJ m2 时 ,冲击频率 1 0Hz,持续辐照 3 0秒后 ,几种掺杂石墨的失重率不超过2 1 3 6mg cm2 ,表现出了比纯石墨更优良的抗热冲击性能。 展开更多

关键词 掺杂石墨 高能激光束 电子束 热冲击 聚变堆 材料

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矩形管道中液态金属MHD流动数值模拟研究 被引量：5

15

作者 张秀杰 毛洁 +1 位作者 潘传杰 许增裕 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期15-20,共6页

基于感应电磁场方程发展了低磁雷诺数条件下充分发展液态金属管道流的数值模拟程序。为了校正程序,分别计算了两种工况:液态金属在全绝缘管道和部分绝缘管道中的流动,数值结果与Hunt和Shercliff的解析解吻合的很好,表明该程序具有很高... 基于感应电磁场方程发展了低磁雷诺数条件下充分发展液态金属管道流的数值模拟程序。为了校正程序,分别计算了两种工况:液态金属在全绝缘管道和部分绝缘管道中的流动,数值结果与Hunt和Shercliff的解析解吻合的很好,表明该程序具有很高的精度。最后利用发展的程序对液态金属钠钾合金在管壁材料为304不锈钢的全导电管道中的流动进行了数值模拟,并对流速分布和MHD压降结果与实验结果进行了比较,结果表明数值与实验结果吻合较好。 展开更多

关键词 磁感应方程 液态金属 MHD管道流 数值模拟

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液态金属自由表面膜流MHD效应的数值模拟 被引量：3

16

作者 张秀杰 许增裕 +1 位作者 潘传杰 康伟山 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期28-33,共6页

对液态金属自由表面膜流在强磁场下的磁流体力学效应进行了数值模拟研究,获得了液态金属自由表面的形状、截面流速分布及截面上的电动势分布,从而能对膜流的一些磁流体动力学行为作出解释。数值计算结果与理论分析和实验结果符合较好。... 对液态金属自由表面膜流在强磁场下的磁流体力学效应进行了数值模拟研究,获得了液态金属自由表面的形状、截面流速分布及截面上的电动势分布,从而能对膜流的一些磁流体动力学行为作出解释。数值计算结果与理论分析和实验结果符合较好。由实验和数值模拟结果可以得出,液态金属膜流通过强磁场时,磁场会阻碍膜流的运动。 展开更多

关键词 磁流体力学 自由表面 膜流 液态金属 数值模拟

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液态金属实验回路(LMEL)的总体设计和运行 被引量：3

17

作者 钱家溥 谌继明 +6 位作者 姜卫红 孙坤哲 许增裕 潘传杰 徐先龙 陈晓琼 张延续 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 1998年第2期132-138,共7页

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：... 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。 展开更多

关键词 液态金属回路 磁流体动力学 聚变堆 设计 运行

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W/Cu和W/C涂层的循环热负荷实验 被引量：2

18

作者 刘翔 谌继明 +5 位作者 许增裕 邓颖 葛昌纯 李江涛 田树贤 吉田直亮 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2003年第2期139-144,共6页

用等离子体喷涂和热压方法制作了W /Cu梯度功能材料和W /C涂层 ,其中W/C涂层具有多层的钨 (W )、铼 (Re)扩散阻挡势垒。为了试验这些复合材料能否经受聚变等离子体破裂时的高热负荷 ,用大功率ND :YAG激光进行了模拟实验。结果表明 :在 1... 用等离子体喷涂和热压方法制作了W /Cu梯度功能材料和W /C涂层 ,其中W/C涂层具有多层的钨 (W )、铼 (Re)扩散阻挡势垒。为了试验这些复合材料能否经受聚变等离子体破裂时的高热负荷 ,用大功率ND :YAG激光进行了模拟实验。结果表明 :在 1 0 0～ 4 0 0MW /m2 的瞬时 (脉冲宽度为 4ms)热负荷作用下 ,经过 2 0 0～ 70 0次热循环 ,未发现W /Cu复合体的开裂。其中在 1 2 3MW /m2 的功率密度下作用70 0次后 ,发现等离子体喷涂试样表面的再结晶现象和严重的晶界腐蚀 ,由于激光的冷效应 ,晶粒生长的趋势并不明显 ,再结晶层的晶粒呈垂直于表面的柱状结构。W/C试样的退火实验表明 ,钨涂层的再结晶温度稍高于 1 4 0 0℃。在更高的功率密度下 (3 98MW /m2 )出现了明显的腐蚀坑 ,坑内呈疏松的蜂窝结构 ,坑的边缘形成了沉积区 ,能谱分析表明沉积区集聚了大量的金属杂质。等离子体喷涂试样比热压试样更易产生晶界的断裂和裂纹。在同等的热负荷条件下 ,W 展开更多

关键词 W/Cu梯度功能材料 W/C涂层 循环热负荷实验 等离子体喷涂 热压 钨 铼 聚变堆

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偏滤器高热负荷材料研究 被引量：2

19

作者 吴继红 张斧 +1 位作者 许增裕 严建成 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2003年第2期132-138,共7页

用热等静压焊接的方法对两种性能差异很大的金属材料钨和铜进行了成功的焊接。用SEM对断口和焊接界面在各种不同条件下焊接的性能作了对比分析。给出了两种样品的断裂特征和焊接过程中元素的扩散特点。钨和铜合金的结合主要是物理结合 ... 用热等静压焊接的方法对两种性能差异很大的金属材料钨和铜进行了成功的焊接。用SEM对断口和焊接界面在各种不同条件下焊接的性能作了对比分析。给出了两种样品的断裂特征和焊接过程中元素的扩散特点。钨和铜合金的结合主要是物理结合 ,是在高温高压下 ,材料表面微观的凹凸不平而产生的犬齿交合结合在一起的 ,扩散结合只占很少的部分。偏滤器靶板的寿命主要决定于靶板材料的热疲劳性能。在真空室中用大功率电子束作为热源进行了热疲劳试验。电子束的功率密度选为 9MW/m2 ,循环周期为 4 0s,冷却水流量为 80mL/s。用直径为 0 .3mm的NiCr NiSi热电偶测量了下材料表面的温度分布。结果发现 ,在冷却充分的情况下 ,表面最高温度约 4 0 0℃ ,钨铜焊缝处的平均最高温度约1 5 0℃。经过 1 0 0 0次的循环加热后 ,没有发现靶板材料出现破坏现象。对试验条件下的材料表面温度分布进行了计算机模拟计算。计算结果和试验测得的结果是相吻合的 。 展开更多

关键词 偏滤器 高热负荷材料 热等静压焊接 钨 铜 断裂 靶板 热疲劳性能 受控核聚变 等离子体

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润湿性及磁场对液态金属自由表面膜流流动状态的影响 被引量：3

20

作者 张秀杰 潘传杰 许增裕 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期52-57,共6页

通过数值模拟及实验研究了润湿性及磁场对液态金属膜流流动状态的影响。首先,通过数值模拟研究了润湿性对膜流流动状态的影响。结果表明,当润湿性不好时,液态金属膜流容易发展为溪状流而不能完全覆盖底壁,入口膜厚较薄时更易发展为溪状... 通过数值模拟及实验研究了润湿性及磁场对液态金属膜流流动状态的影响。首先,通过数值模拟研究了润湿性对膜流流动状态的影响。结果表明,当润湿性不好时,液态金属膜流容易发展为溪状流而不能完全覆盖底壁,入口膜厚较薄时更易发展为溪状流;在入口膜厚及其它情况相同时,密度越小越易发展为溪状流。其次,研究了磁场对膜流流动状态的影响。结果表明,槽道与流体润湿性不好时,有磁场情况下液态金属膜流覆盖底壁的区域较无磁场时增加,强磁场对膜流的湍流有抑制作用。最后,液态金属膜流实验结果表明,润湿性不好时,镓铟锡合金膜流容易收缩发展为溪状流,这与数值模拟的结果是一致的。上述研究结果对磁约束聚变堆液态第一壁的设计具有指导意义。 展开更多

关键词 液态第一壁 膜流 润湿性 强磁场 MHD流动

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