AbstractRelated to the lithium cooling for magnetic-confinement fusion reactors, the characteristics of the pressure drop and heat transfer were investigated experimentally for a lithium single-phase flow in horizontal conducting rectangular channels under a horizontal transverse magnetic field up to 1.4 T. The bottom of the channel was electrically heated uniformly. Friction loss coefficient agreed well with the Blasius correlation in the absence of a magnetic field. Skin friction coefficient in the presence of a magnetic field agreed with a simplified analytical MHD expression, while it was correlated well with the ratio of the Hartmann number to the Reynolds number. The Nusselt number was in good agreement with the modified correlation of Hartinett and Irvine in the absence of a magnetic field. With increasing the Hartmann number from 0 to about 200–300, the Nusselt number decreased possibly due to laminarization. When the Hartmann number was increased further beyond 200–300, the Nusselt number increased remarkably, which corresponded to the typical MHD heat transfer enhancement. This heat transfer result is expected to be the basis for future studies on the MHD heat transfer enhancement.
磁気閉じ込め核融合炉の液体リチウム冷却に関連して、水平矩形流路内を流れる液体リチウム単相流について、最大1.4Tの水平横磁場下における圧力損失と熱伝達の特性を実験的に調査した。流路底面は均一に電気加熱された。摩擦損失係数は、磁場がない場合、ブラジウスの式と良好に一致した。磁場存在下での表面摩擦係数は、簡略化されたMHD解析式と一致し、ハルトマン数とレイノルズ数の比によって良好に相関付けられた。ヌセルト数は、磁場がない場合、ハートネットとアーバインの修正相関式と良好に一致した。ハルトマン数を0から約200〜300まで増加させると、ヌセルト数は減少したが、これは層流化によるものと考えられる。ハルトマン数をさらに200〜300を超えて増加させると、ヌセルト数は顕著に増加し、これは典型的なMHD熱伝達促進に対応する。この熱伝達の結果は、今後のMHD熱伝達促進に関する研究の基礎となると期待される。