国际团队确定磁液冷却系统关键安全参数范围

南乌拉尔国立大学 (SUSU) 近日表示，该校理工学院科研人员与莫斯科、巴格达同行合作，确定了哈特曼数和布林克曼数在磁液冷却系统中的安全与非安全范围，并据此开发出一款计算机程序，用于优化超级计算机和核反应堆等装置中大功率热交换器的运行。

据介绍，这项研究聚焦磁流体动力学中的两个关键参数：哈特曼数用于表征磁场对流体运动产生的阻力，布林克曼数则反映流体因黏性作用和电阻效应产生的内部热量。研究人员指出，在特定条件下，强磁场并不一定导致流体升温。当流体几乎停止流动、摩擦生热作用减弱时，磁场反而可能使流体温度下降。

科研团队使用 Python 开发了模拟程序，对圆形管道和矩形通道两类结构进行了计算。结果显示，矩形通道中由于哈特曼层折叠，磁制动效应更强;在相同条件下，圆形管道的散热效率较矩形通道高出约20%至30%。

研究人员同时给出了不同结构下的安全参数范围。对于矩形通道，哈特曼数应控制在8至12之间，布林克曼数应控制在0.05至0.3之间;对于圆形管道，哈特曼数适宜范围为10至15，布林克曼数适宜范围为0.1至0.4。

研究还显示，当布林克曼数超过0.5时，系统产热开始呈指数级增长;当布林克曼数超过2时，管壁可能因过热而失效。南乌拉尔国立大学表示，该成果还可用于冶金设备及现代能源系统冷却通道的设计。