Магнитогидродинамический дроссель Советский патент 1981 года по МПК H02K44/02 

Изобретение относится к электрическим машинам особого типа, а именно к магнитогидродинамическим (МГД) машинам для бесконтактного регулиров ния расхода электропроводящих сред с высокой температурой и может применяться в атомной промышленности, в частности, в жидкометаллических контурах ядерных реакторов на быстрых нейтронах, а также в металлургическо промышленности, в установках при раз ливе меди и ее сплавов, на экспериментальных стендах и в других технологических целях. Известна конструкция МГД-дроссел В1 лючаюшая кольцевой канал, катушку врэбуждения и магнитную cиcтe гy с по iocaми 1 . Принцип работы дросселя состоит в следующем. При движении среды по каналу через неоднородное внешнее магнитное поле в ней индуцируются токи, которые замыкаются в жидкости по проводящим стенкам канала и токо замыкающим шинам. Возникающая в результате этого электромагнитная сил тормозит среду, меняя тем саьвым ее расход. Величина силы определяется многи фaктopa tи. В частности, на нее оказывает влияние индукцированное магнитное поле, которое ослабляет (размагних ивает) внешнее поле,- сникая эффективность торг :ожекия, Индуцированкое поле какала компенсируют таким :::е по величине, но обратно каправленнь:.; полем второго канала, расположенного концентрично лервому. Поэтому направление движения среды в Е-1ИХ должно быть противоположным. Недостатком такого устройства является конструктивная сложность его исполнения. Для выполнения условий компенсации необходимо сравнять токи и скорости течения среды (V-, Vq) в каналах, так сак они отличаются площадью поперечного сечения. Кроме того, из-за размеы.еняя в зазоре магнита второго какала возникают дополнительные потери г-юцкости в катушке возбуждения, и увеличивается гидравлическая мощность в связи с поворотом потока на 36о., Известно МГД-устройство, состоящее из линейного прямоточного канала прямоугольного сечения и магнитной системы с полюсами, где компенсация осуществляется полем обратной шины, по которой течет ток, направленный противоположно току канала 2,

Э(:;фекп:ииносг ь юрможег.-i/ sloco у 1.;ач.)Ойстjsa при аго работе в ,1рос;с:ель ном режиме сг-жжается при больших поперечных магнит ых числах Рейноль.д-са (R,,,l) по мере роста R,-, ,

кые потери мощности,,

Известен 1-АГД генератор, содера:ащз- й линейный прямоточньай канал кольцг:вого сечения, расположенный в зг. магнитной систегиы, содержащей не менее двух полюсов

Такой генератор J испрльзуем±11й в качестве дросселя, наиболее (юлно от в еч ает тр е бо в ани ям, пр едъ ялз л я емым к параметрам МГД-дросселей Обмотка возбуждан1-:я эапнтывается лУ-бо постоязным либо череменным TOKO:V:, ni::e-

:-./ };Д::::а ьз-за .уфокга р5,з-:а . H.:;7::;. :о ;v:ri:r:i--;: iOf о i;;:.r TJ:;;

.::::г:}. ptc: C ; ;;.;:.;г:-:::;..:-гаг1 T.iav;;;.;-л-:1 j:::. г :/; ,.:;.;Е,с: ия - а .-iOa:,;- ло ;/;:jvi:j угсл:;-;::

U-lf --. :;/;;,: О.:Л :.J:.:..Г; ;.;O...ii;

регуjji-ipc-iaMA- a расходе среды, т;рог,-:е

i--vx Рсактороз .

Цел1 KSoGpG ;е:;;-я

г{г:ч iir.,-;T:i.

; ;-;Х; Рой НСлГ- Ь Ci;,- а.

выполгзвна ксг-и-гческслч - причем больгп-гй зазор со стогаслн яхо,х1с: и к,; н ал (.

На чег те;;;8 изобоа;;;ен М Л Д-ОСсзлт; иродольиый разпез,

МГ,.)оссель состсиг из ,:-:кей ого прямоточного капала KOJTbi,i,e}3oro сечечкя- образсЕанного стелко: 2 j.iajaJi

::;ом 3, магнитной систеглы со cicKл.сгй 1 лолюсали 5- О1гват:«ваю1иил1н кага)л;. катугикк ,;лдания 6, р у спсло;,;с1;- о:лонцептрич;;о каналу, Образую::1ая Kfjiri:ческой поБЗрхмостк полюсОЕ к ось ;ai,aла составляю .: у гот: Л ,

Дросс:ель p i5oTa3T следующим ofjpa

ЗСМ,

Катушка зозбуждення 6 л ка нале I ра.глал1;::ое знагазлереланиое магнитное ло.ая ; Его снпозыз лин;1 замыкйюгсп но сГ|инье -i - лс.:г;;1су 3 каналу 1 - сердечнику 3 - каналу 1,

мс-ня; нанразление, -полюсу 5 - спинке 4, В (;реде,: которая движется перпендикулярно вектору магнитной индукции, лаводится ЭДС,.

действием ее в жидкости потекут замкнутые токи, противоположно :: а правленные под входным и выходным (пс направлению движения среды) долюс:а;.:я,

Вззнмодейстзие токов с магнитным ;ЮЛем приводит к появлению электромагнитной силы,, тормозящей движение потока

Сила зависит от анода поля (пологий или резкий), длины полюсов и расС1,сянкя между ними.

При малых значениях индудируеWMG замкнутые токи не сносятся жид-; ; ост-:;о, IT и;;; магнитные поля только .-скажа эт внешнее по,г(е ггод кандым пол:эсам, Сум;./: ар НИИ магнитный поток, лрсл.;13ьграпщий .канал, при этом сохра ;;::.;.vc:-:.: и -, срг-сзная с.:ила практически .ггга.цтсл -олзисгниой ,

Ха: ;:|К: ерным для R ,-f-, i является 1 о оС;стояте,льсаио , что тормозная . сила г.ахра-i;:sj. слое значение лри изменеН-н 1-;а:1рав.лен;И; средк в несимметрич-о:: i:; по.лрг1 плении движения среды магинтлсЧ. поле. Тормозная сила в основном заз. от спада ноля, чем он ;::ез:те - i ем больше Спла,

ар;::. Я..,,-, i гок:г1 увлекаются жидкс:ат1:;о а по длере роста (расхода) -с: кнают сосредотач: 1ваться в узкой сзб.л-сти у краев полюсов,

CJ:.я nojiOca магнитной системы вы(..лнан v: параллельно оси канала и г.1дкость входит в канал с резким спацом. по.ля, то с ростом R m происходит иитенсиБНое размагничивание внешHeio Г1О,ЛЯ;. и эр;фект 1вность торможеихн стппка.ется.

i-xiK-гчие yrj:;a создает плавное нарастание глагнитно::о поля, в которое входит жидкость. Это способствует гому, что разглагничивс-ние внешнего :s ол я уме н ьшае i с: я, С дру гой стороны , бо.п:ыг;ая часть тока собирается под храл.- ;слюсоь, где к тому же резко -возрастет результирзющее поле, В связи с этиг- ух еличивается тормозная cjijia ,

Крог-;е TorOf зффе;;тизность торможения будет тем вшпг;, чем ближе х:о5Г к другу полюса магнита, так как с умепьшенхск расстояния между ними спал ГЮ.ЛЯ становится более резким,

Ыс-од увеличения зффегстивности тормо:: х-;Н1-1Я зляктропрозодящих сред при -А 1 оспс:: Бан .ча. том, что электромагхпчиая сила ЗЗЕИСИТ от направления 1.:1:;и)::енли среды в неоднородном несим.. хрьгноом но длине канала магнитном :.;о.ле ,

.1 образом, угол г.. между образующей коЕГчческой норерхности

полюсов и осью канала создает благоприятные условия в распределении тока и результирующего магнитного поля в канале, благодаря чему расширяется диапазон регулирования потока жидкости в практически реализуемом в настоящее время интервале изменения магнитного числа Рейнольдса.

С целью подтверждения сделанных выше выводов проведены эксперименты,

Формула изобретения

Магнитогидродинамический дроссель содержащий линейный прямоточный канал кольцевого сечения, расположенный в зазоре магнитной системы, содержащей не менее двух полюсов, концентрично охватывающих канал, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования электропроводящих, сред при больших магнитных числах Рейнольдса ( поверхность полюсов, обращенная к каналу, ваполкена конической причем больший зазор расположен: со стороны входа в канал. я Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 550227, кл. В 22 D 11/30, 1976.

2.Патент. аЯА № 2936711, кл. 417-50, опублик, 1963.

3. Патент CLilA № 3122663,

кл. 310-11, опублик. 1964. (прототип).