МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ КРИСТАЛЛИЗАТОРА УСТАНОВКИ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА ПОСЛЕ ОБРАЗОВАНИЯ РАСПЛАВА МЕТАЛЛА.

Переработка и очистка металлических радиоактивных отходов является одной из актуальных задач использования ядерной энергетики. Одним из методов переработки и очистки металлических отходов является метод электрошлакового переплава. В данной работе обсуждается моделирование теплофизического состояния кристаллизатора установки электрошлакового переплава с использованием программы ANSYS FLUENT. Проведено построение геометрической и расчетной модели, выполнен расчет теплофизического состояния кристаллизатора в условиях проведенных ранее пусков. Результаты расчета демонстрирует тепловое состояние кристаллизатора в условиях остывания образовавшегося в нем металлического расплава. Результаты расчетов демонстрируют физическую состоятельность принятых граничных условий и параметров теплообмена.

1. Амано Ю. и др. Что такое радиоактивные отходы? // IAEA Bulletin. – 2014. – Vol. 55, № 3. – С. 3–4.

2. Барретто П., Уэбб Д., Мрабит Х. Радиационная безопасность и безопасность отходов: укрепление национального потенциала // IAEA Bulletin. – 1997. – №1. – С. 29.

3. Mukhamedov N. et al. Decommissioning of the BN-350 Fast Neutron Reactor: History Review and Current Status // Energies. – 2025. – Vol. 18, No. 13. – Art. 3486.

4. Mukhamedov N. et al. The BN-350 Reactor Decommissioning: Quantitative Analysis and Prospects for Solid Radioactive Waste Management // Energies. – 2025. – Vol. 18, No. 17. – Art. 4651.

5. Walek J., Odehnalová A., Kocich R. Analysis of Thermophysical Properties of Electro Slag Remelting and Evaluation of Metallographic Cleanliness of Steel // Materials. – 2024. – Vol. 17, No. 18. – Art. 4613.

6. Liu X. et al. Numerical Investigation on the Electroslag Remelting of High Carbon Martensitic Stainless Steels // Metals. – 2023. – Vol. 13, No. 3. – Art. 482.

7. Қабдылқақов Е.А. и др. Моделирование омического нагрева электрода установки электрошлакового переплава в программном пакете ANSYS // Вестник НЯЦ РК. – 2025. – № 3. – С. 147–155.

8. Вурим А. Д., Алейников Ю. В., Жданов В. С. и др. Очистка стали от радиоактивного загрязнения методом электрошлакового переплава // Вестник НЯЦ РК. – 2002. – № 1. – С. 34–39.

9. Паспорт технического устройства «Лабораторная электрошлаковая печь» / Предприятия «Сварка». – Курган, 2001.

10. Должиков С. А., Мухамедов Н.Е., Пахниц А. В., Попов Ю. А. Применение электрошлакового переплава для очистки радиоактивно загрязненного металла // Семипалатинский испытательный полигон: наследие и перспективы развития научно-технического потенциала: материалы X Междунар. конф. – Курчатов, Республика Казахстан, 12–14 сентября 2023 г.

11. Obiso D. et al. CFD Modeling of the Melting Behavior of a Fayalitic Slag // JOM. – 2022. – Vol. 74, No. 4. – P. 1533– 1542.

12. ANSYS Academic Research Mechanical and CFD. Release 2021 R1 [Электронный ресурс]. – Canonsburg, PA: ANSYS, Inc., 2021.

13. Yadav A. S. et al. CFD Analysis of Heat Transfer Performance of Ribbed Solar Air Heater // Materials Today: Proceedings. – 2022.

14. Gibreel M., Zhang X., Elmouazen H. Numerical Study on Enhanced Heat Transfer and Flow Characteristics of Supercritical Hydrogen Rocket Engine’s Chamber Wall Using Cylindrical Ribs Structure // International Journal of Hydrogen Energy. – 2022. – Vol. 47, No. 39. – P. 17423–17441.

15. Huang J. et al. Heat Transfer Analysis of Heat Pipe Cooled Device with Thermoelectric Generator for Nuclear Power Application // Nuclear Engineering and Design. – 2022. – Vol. 390. – Art. 111652.

16. Choudhary T. et al. Computational Analysis of a Heat Transfer Characteristic of a Wavy and Corrugated Channel // Materials Today: Proceedings. – 2022. – Vol. 56. – P. 263–273.

17. Lee J. et al. Vehicle Aerodynamic Drag for Tire Shape Parameters Using Numerical Analysis // International Journal of Automotive Technology. – 2022. – Vol. 23, No. 2. – P. 335–344.

18. Basit A., Hidayatuloh R.S., Royana M. Aerodynamic Analysis and Car Body Optimalization of Saving Energy “WARAK” Using Software ANSYS FLUENT R15.0 // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2020. – Vol. 788, No. 1. – Art. 012073.

19. Sakipova S. E., Tanasheva N. K. Modeling Aerodynamics of the Wind Turbine with Rotating Cylinders // Eurasian Physical Technical Journal. – 2021. – Vol. 16, No. 1(31). – P. 88–93.

20. International Atomic Energy Agency. Thermophysical Properties of Materials for Nuclear Engineering: A Tutorial and Collection of Data. – Vienna: IAEA, 2008.