Odpovídající index refrakčního průtokového zařízení - Matched index of refraction flow facility

Odpovídající index lomu (nebo MIR) je zařízení umístěné na Idaho National Laboratory postaven v 90. letech. Účelem dynamika tekutin experimenty v systému toku MIR v Idaho National Laboratory (INL) mají vyvinout měřítko databáze pro posouzení Výpočetní dynamika tekutin (CFD) řešení hybných rovnic, skalární míchání a modely turbulence pro poměry průtoku mezi kanály chladicí kapaliny a obtokovými mezerami v intersticiálních oblastech typických hranolových standardních palivových článků nebo geometrií horního reflektorového bloku typických Velmi vysokoteplotní reaktory (VHTR) v omezující případ zanedbatelné vztlak a konstantní vlastnosti tekutin.

Jak to funguje

MIR používá Dopplerova rychlost k vytvoření trojrozměrného obrazu modelu uvnitř smyčky. K tomu smyčka cirkuluje asi 3 500 galonů poloprůhledného minerální olej podobný dětský olej. Speciální křemenné modely vyrobené v měřítku jsou vloženy do smyčky poblíž pozorovacího zařízení. MIR je schopen analyzovat celou řadu modelů, včetně interiéru jádra jaderného reaktoru.

Účelem MIR je umožnit vědcům analyzovat vlastnosti tekutin modelu; jak jeho struktura interaguje s tokem vzduch, voda nebo jiné tekuté médium skrz něj a / nebo kolem něj. Tímto způsobem je MIR poněkud srovnatelný s a větrný tunel. Informace, které MIR může poskytnout, jsou cenné pro výzkumné pracovníky, kteří chtějí vyhodnotit design.

Jakmile olej teče a udržuje se na definované teplotě, olej naberá stejnou hodnotu index lomu jako křemenný model. Tento shoda indexu lomu je běžná technika používaná při experimentech s průtokem kapaliny a umožňuje výzkumníkům a přístrojům sledovat tok uvnitř zařízení bez zkreslení na rozhraní mezi modely a olejem.[1] Vědci mohou zkoumat toková pole pomocí velocimetrie částicového obrazu přidáním malých částic do oleje nebo pouhým použitím nečistot v olejích.[2]

Aktuální experimenty zahrnující MIR

Experiment MIR VHTR Bypass Flow bude měřit charakteristiky proudění v kanálech chladicí kapaliny a intersticiální mezery mezi typickými prizmatickými blokovými standardními palivovými články nebo horními reflektorovými bloky. Pokusy využívají především optické techniky velocimetrie částicového obrazu (PIV) v průtokovém systému INL MIR. Výhodou techniky MIR je, že umožňuje získat optická měření k určení charakteristik proudění v průchodech a kolem objektů bez lokalizace rušivého převodník v tokovém poli a bez zkreslení optických drah. Nevyhřívané MIR experimenty jsou prvními kroky, když geometrie je komplikované.[3]

Plánované upgrady

3D laserový dopplerovský velocimetrický systém

  • Současný systém je 2-D
  • Vysokorychlostní 3-D systém Velocimetry obrazu s vysokým rozlišením a vysokým rozlišením
  • Snímková frekvence až 1 kHz (současný systém je schopen 2–3 Hz standardně nebo 15 Hz až do limitu RAM)
  • 4,2 MP rozlišení (současný systém má rozlišení 1,92 MP)
  • Systém planární laserem indukované fluorescence (PILF)[4]

Přispěvatelé

  • Odkaz: Becker, S., Stoots, CM, Condie, KG, Durst, F. a McEligot, DM, 2002, „LDA-Measures of Transitional Flows Induced by a Square Rib,“ J. Fluids Eng., 124, březen 2002 , s. 108–117.
  • Odkaz: Condie, K.G., McCreery, G.E. a McEligot, 2001, „Measurements of Fundamental Fluid Physics of SNF Storage Canisters“, INEEL / EXT-01-01269, září 2001.
  • Odkaz: McEligot, D.M., McCreery, G.E., Pink, R.J, Barringer, C. and Knight, K.J., 2001, „Physical and Computational Modeling for Chemical and Biological Weapons Airflow Applications,“ INEEL / CON-02-00860, listopad 2001.
  • Odkaz: McEligot, D.M., Condie, K.G., Foust, T.D., Jackson, J.D., Kunugi, T., McCreery, G.E., Pink, R.J., Pletcher, R.H., Satake, S.I., Shenoy, A., Stacey, D.E.,
    Vukoslavcevic, P. a Wallace, J.M., 2002, Fundamental Thermal Fluid Physics of High Temperature Flows in Advanced Reactor Systems, "INEEL-EXT-2002-1613, prosinec 2002.
  • Odkaz: McEligot, D.M., Condie, K.G., McCreery, G.E., Hochreiter, L.E., Jackson, J.D., Pletcher, R.H., Wallace, J.M., Yoo, J.Y., Ro, S.T., Lee, J.WS. a Park, S.O., 2003, „Advanced Computational Thermal Fluid Physics (CTFP) and its Assessment for Light Water Reactors and Supercritical Reactors,“ INEEL-EXT03-01215 Rev 5, prosinec 2003.
  • Odkaz: McIlroy, H. M. Jr., 2004, „The Boundary Layer Over Turbine Blade Models with Realistic Rough Surfaces,“ disertační práce, University of Idaho, prosinec 2004.
  • Odkaz: Shuster, J.M., Pink, R.J., McEligot, D.M. a Smith, D.R., 2005, „Interaction of a Circular Synthetic Jet with a Cross-Flow Boundary Layer,“ 35. dokument AIAA 2005-4749, Fluid Dynamics Conference and Exhibit, 6. – 9. června 2005, Toronto, CA.
  • Odkaz: McIlroy, H. M. Jr., McEligot, D. M. a Pink, R. J., „Měření tokových jevů v dolním přetlakovém modelu prizmatického plynového reaktoru“, J. z Eng. for Gas Turbines & Power, 132, únor 2010, str. 022901–1 - 022901-7.
  • Odkaz: Wilson, B.M., Smith, B.L., Spall, R. a McIlroy, H.M. Jr., 2009, „Nesymetrická vířící tryska jako příklad vysoce modelového experimentu s hodnocením,“ ICONE17-75362, Sborník z ICONE17 2009, 17. mezinárodní konference o jaderném inženýrství

Reference

  1. ^ Wright, S.F., Zadrazil, I. & Markides, C.N. (2017). „Přehled možností výběru pevné látky - tekutiny pro optická měření v jednofázových kapalinách, dvoufázových kapalinách a kapalinách a vícefázových tokech pevných látek a kapalin“. Experimenty s tekutinami. 58 (9): 108. Bibcode:2017ExFl ... 58..108W. doi:10.1007 / s00348-017-2386-r.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)
  2. ^ „Odpovídající index refrakční techniky“. inlportal.inl.gov. Citováno 13. října 2013.
  3. ^ "Přihlásit se". inlportal.inl.gov. Citováno 19. dubna 2014.
  4. ^ "Přihlásit se". inlportal.inl.gov. Citováno 19. dubna 2014.

externí odkazy