Ανάλυση ευστάθειας και κατασκευή διαγραμμάτων διακλάδωσης για ροή φυσικής συναγωγής υπό την επίδραση μαγνητικού πεδίου

Abstract

Στην εργασία αυτή μελετάται η ανάλυση ευστάθειας και η κατασκευή διαγραμμάτων διακλάδωσης για ροή φυσικής συναγωγής σε ορθογώνια κοιλότητα υπό την επίδραση εξωτερικού ομογενούς μαγνητικού πεδίου. Η εργασία εντάσσεται στο πλαίσιο μιας γενικότερης προσπάθειας σύνδεσης της ροής φυσικής συναγωγής με τη μαγνητοϋδροδυναμική. Η μελέτη της φυσικής συναγωγής σε δοχεία (enclosures), ή και σε ανοικτές διατάξεις, σε συνδυασμό με την επίδραση πεδιακών δυνάμεων π.χ. ηλεκτρικών ή μαγνητικών, παρουσιάζει μεγάλο ενδιαφέρον λόγω των σημαντικών εφαρμογών όπου εμφανίζονται τα φαινόμενα αυτά. Μερικές από αυτές τις εφαρμογές είναι στον τομέα της παραγωγής ημιαγώγιμων κρυστάλλων υψηλής καθαρότητας με την μέθοδο της υγρής ζώνης (floating zone method)[l]. Τα τελευταία χρόνια γίνεται μεγάλη προσπάθεια να αναπτυχθεί η τεχνολογία απορρόφησης της θερμότητας που παράγεται σε αντιδραστήρες όπου λαμβάνει χώρα πυρηνική σύντηξη, με σκοπό η τελευταία να μεταφερθεί σε εναλλάκτες θερμότητας για την παραγωγή ατμού. Πρόκειται για μια σημαντική εφαρμογή με σκοπό την εναλλακτική παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μέσω της διοχέτευσης του παραγόμενου ατμού σε αέριο στροβίλους. Η θερμότητα που παράγεται από τις εξώθερμες πυρηνικές αντιδράσεις σύντηξης είναι ικανή να αυξήσει τη θερμοκρασία των τοιχωμάτων του πυρήνα του αντιδραστήρα όπου λαμβάνει χώρα η σύντηξη. Έτσι, μπορεί να αναπτυχθεί μεγάλη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των θερμών τοιχωμάτων του πυρήνα και των τοιχωμάτων του ψυχρότερου εξωτερικού μανδύα που περιέχει το ενεργό μέσο της ψύξης, συνήθως κάποιο υγρό μέταλλο, και είναι τοποθετημένος μεταξύ του πυρήνα και του περιβάλλοντος. Από μόνη της αυτή η διαφορά θερμοκρασίας μπορεί να λειτουργήσει ως ενεργός δύναμη για τη ροή φυσικής συναγωγής του ρευστού που περιέχεται στο μανδύα.