Ученые создали программу для магнитного охлаждения реакторов и суперкомпьютеров
Международная команда ученых, включая специалистов Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ), разработала компьютерную программу, которая оптимизирует работу систем магнитного жидкостного охлаждения для суперкомпьютеров и ядерных реакторов. Исследователи впервые определили безопасные и опасные диапазоны ключевых параметров магнитной гидродинамики, что позволяет эффективно отводить тепло без риска перегрева.
Разработка основана на анализе двух параметров: числа Гартмана, отвечающего за магнитное торможение потока, и числа Бринкмана, характеризующего внутренний нагрев жидкости. Ученые выяснили, что сильное магнитное поле может не только повышать температуру, но и снижать ее, когда жидкость почти останавливается и перестает греться из-за трения.
Программа, написанная на языке Python, была протестирована для круглой трубы и прямоугольного канала. Эксперименты показали, что в прямоугольном канале магнитное торможение проявляется сильнее из-за складывающихся гартмановских слоев, тогда как круглая труба обеспечивает на 20–30% более эффективный отвод тепла при одинаковых условиях.
Исследователи определили безопасные диапазоны: для прямоугольного канала число Гартмана должно быть 8–12, число Бринкмана — 0,05–0,3; для круглой трубы — 10–15 и 0,1–0,4 соответственно. При числе Бринкмана выше 0,5 начинается лавинообразный рост тепловыделения, а при значениях выше 2 возможно разрушение стенок из-за перегрева. Результаты могут применяться при проектировании охлаждающих каналов металлургических установок и в энергетике.
