Proudění tekutého kovu v prostředí magnetického pole

Abstract

Tato práce se zabývá návrhem, konstrukcí a experimentálním ověřením stejnosměrného magnetohydrodynamického (MHD) čerpadla pro práci s tekutými kovy. Práce zahrnuje: (1) systematickou rešerši využití tekutých kovů v jaderné energetice, zejména v rychlých reaktorech a fúzních zařízeních; (2) teoretickou analýzu základních MHD jevů a principů čerpání; (3) experimentální testování s eutektickou slitinou gallia, india a cínu (galinstan) jako pracovní látkou; (4) analytický výpočet a numerické modelování pomocí softwaru ANSYS. Studie porovnává tři metodické přístupy analytické výpočty, numerické simulace a fyzikální experimenty přičemž všechny potvrzují lineární vztah mezi přiváděným proudem a generovaným tlakovým spádem. Výsledky ukazují silnou korelaci mezi teoretickými předpoklady a experimentálními daty, přičemž odchylky jsou způsobeny zjednodušením modelů a omezením měření. Práce poskytuje vhled do problematiky MHD čerpacích technologií a jejich potenciálu v pokročilých jaderných systémech.

This thesis investigates the design, construction and experimental validation of a DC magnetohydrodynamic (MHD) pump for liquid metal applications. The work includes: (1) a comprehensive review of liquid metal uses in nuclear energy systems, particularly in fast reactors and fusion devices; (2) theoretical analysis of fundamental MHD phenomena and pumping principles; (3) experimental testing with galinstan (GaInSn alloy) as the working fluid; (4) analytical computation and numerical modeling using ANSYS software suite. The study compares three methodological approaches analytical calculations, numerical simulations, and physical experiments all of which confirm the linear relationship between applied current and generated pressure head. The results demonstrate strong correlation between theoretical predictions and experimental data, with deviations attributable to model simplifications and measurement constraints. The research provides insights into MHD pumping technology and its potential applications in advanced nuclear systems.