Соответствующий показатель преломления потока объекта - Matched index of refraction flow facility

Соответствующий показатель преломления (или же МИР) - объект, расположенный на Национальная лаборатория Айдахо построен в 1990-х годах. Цель динамика жидкостей эксперименты в системе потока MIR в Национальной лаборатории Айдахо (INL) должны разработать эталонный базы данных для оценки Вычислительная гидродинамика (CFD) решения уравнений импульса, скалярное перемешивание и модели турбулентности для соотношений потоков между каналами теплоносителя и байпасными зазорами в интерстициальных областях типового призматического стандартного твэла или геометрии блока верхнего отражателя типовой Очень высокотемпературные реакторы (VHTR) в предельный случай незначительного плавучесть и постоянные свойства жидкости.

Как это устроено

МИР использует Допплеровская скорость для создания трехмерного изображения модели внутри цикла. Для этого в петле циркулирует около 3500 галлонов полупрозрачной минеральное масло похожий на детское масло. Специальные кварцевые модели, построенные в масштабе, вставляются в петлю рядом с аппаратурой наблюдения. МИР способен анализировать множество моделей, в том числе интерьер активные зоны ядерных реакторов.

Цель MIR - позволить исследователям анализировать свойства жидкости модели; как его структура взаимодействует с потоком воздуха, воды или другая текучая среда через него и / или вокруг него. Таким образом, МИР можно сравнить с аэродинамическая труба. Информация, которую может предоставить MIR, ценна для исследователей, которые хотят оценить дизайн.

Как только масло течет и выдерживается при определенной температуре, масло приобретает такую ​​же показатель преломления как модель кварца. Этот согласование показателя преломления Это распространенный метод, используемый в экспериментах с потоком жидкости, который позволяет исследователям и приборам видеть поток внутри объекта без искажений на границе раздела между моделями и нефтью.[1] Исследователи могут исследовать поля потока, используя велосиметрия изображения частиц путем добавления мелких частиц в масло или просто использования примесей в маслах.[2]

Текущие эксперименты с использованием MIR

MIR VHTR Bypass Flow Experiment будет измерять характеристики потока в каналах теплоносителя и зазоры между стандартными топливными элементами призматического блока или верхними блоками отражателя. В экспериментах используются оптические методы, в первую очередь велосиметрия изображения частиц (PIV) в проточной системе INL MIR. Преимущество метода MIR заключается в том, что он позволяет оптическим измерениям определять характеристики потока в проходах и вокруг объектов, не обнаруживая мешающих преобразователь в поле течения и без искажения оптических путей. Эксперименты MIR без подогрева - это первые шаги, когда геометрия это сложно.[3]

Планируемые обновления

Система трехмерной лазерной доплеровской скорости

  • Настоящая система 2-D
  • Высокоскоростная система 3D-измерения скорости частиц с высоким разрешением
  • Частота кадров до 1 кГц (настоящая система поддерживает 2–3 Гц в стандартном режиме или 15 Гц до предела ОЗУ)
  • Разрешение 4,2 МП (нынешняя система имеет разрешение 1,92 МП)
  • Планарная система лазерно-индуцированной флуоресценции (PILF)[4]

Авторы

  • Ссылка: Беккер, С., Стоутс, С.М., Конди, К.Г., Дерст, Ф. и МакЭлигот, Д.М., 2002, "LDA-измерения переходных потоков, вызванных квадратным ребром", J. Fluids Eng., 124, март 2002 С. 108–117.
  • Ссылка: Конди, К.Г., Маккрири, Г.Э. и МакЭлигот, 2001, «Измерения фундаментальной физики жидкости в контейнерах для хранения ОЯТ», INEEL / EXT-01-01269, сентябрь 2001 г.
  • Ссылка: McEligot, D.M., McCreery, G.E., Pink, R.J, Barringer, C. и Knight, K.J., 2001, «Физическое и вычислительное моделирование воздушных потоков химического и биологического оружия», INEEL / CON-02-00860, ноябрь 2001 г.
  • Ссылка: 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.,
    Вукославцевич П. и Уоллес Дж. М., 2002 г., Фундаментальная физика тепловых жидкостей высокотемпературных потоков в усовершенствованных реакторных системах, INEEL-EXT-2002-1613, декабрь 2002 г.
  • Ссылка: 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. и Парк, С.О., 2003 г., «Расширенная вычислительная физика теплоносителя (CTFP) и ее оценка для легководных и сверхкритических реакторов», INEEL-EXT03-01215 Ред. 5, декабрь 2003 г.
  • Ссылка: Макилрой, Х. М. мл., 2004 г., «Граничный слой над моделями лопаток турбины с реалистичными шероховатыми поверхностями», докторская диссертация, Университет Айдахо, декабрь 2004 г.
  • Ссылка: Шустер, J.M., Pink, R.J., McEligot, D.M. и Смит, Д.Р., 2005 г., «Взаимодействие круговой синтетической струи с поперечным пограничным слоем», 35-я статья AIAA 2005-4749, Конференция и выставка по гидродинамике, 6–9 июня 2005 г., Торонто, Калифорния.
  • Ссылка: McIlroy, H. M. Jr., McEligot, D. M., и Pink, R.J., "Измерение явлений потока в модели нижнего нагнетательного пространства призматического реактора с газовым охлаждением", J. of Eng. для газовых турбин и энергетики, 132, февраль 2010 г., стр. 022901–1–022901-7.
  • Ссылка: Wilson, B.M., Smith, B.L., Spall, R., McIlroy, H.M. Jr., 2009, «Несимметричная закрученная струя как пример высоко модельного оценочного эксперимента», ICONE17-75362, Proceedings of ICONE17 2009, 17th International Conference on Nuclear Engineering

Рекомендации

  1. ^ Райт, С.Ф., Задразил, И., Маркидес, К.Н. (2017). «Обзор вариантов выбора твердое тело – жидкость для оптических измерений в однофазной жидкости, двухфазной жидкости – жидкости и многофазных твердых – жидких потоках». Эксперименты с жидкостями. 58 (9): 108. Bibcode:2017ExFl ... 58..108Вт. Дои:10.1007 / s00348-017-2386-y.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  2. ^ «Метод согласованного показателя преломления». inlportal.inl.gov. Получено 13 октября, 2013.
  3. ^ "Авторизоваться". inlportal.inl.gov. Получено 19 апреля, 2014.
  4. ^ "Авторизоваться". inlportal.inl.gov. Получено 19 апреля, 2014.

внешняя ссылка