Магнитогидродинамический дроссель

Магнитогидродинамический дроссель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

МАПдаТОГВДРОДИНАМИЧЕСКИЙ ДРОССЕЛЬ, содержащий проточный тракт в виде по меньшей мере двух встречных спиральшлх каналов, электрически и гидравлически свяэанных между собой и расположенных в зазоре между цилиндрическим индуктором и внутренним сердечником магнитной системы знакопеременного по длине радиального постоянного магйитно! э поля, о тличающийся тем, что, с целью повышения эффективности действия дросселя и упрощения его конструкции, электрическая и гидравлическая связь встречных спиральных каналов проточного тракта вьтолнена посредством замкнутой кольцевой полости, расположенной в зоне зазора магнитопровода цилиндрического индуктора, .причем pa3MeiJ ее в радиальном направлении по меньшей мере и два раза превьш1ает размер сечения спирали в том же направлении... . .V^3i X) СП 4^ ^

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

PECllYS JlHH (! 9) (11) (51)4 Н 02 К 44/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2492327/24-25 (22) 03.06.77 (46) 23.03.87. Бюл. й- 11 (72) Ю.М.Гельфгат, Л.А,Горбунов, И.В.Витковский и Б.Г.Карасев (53) 538.4(088.8) (56) Сборник трудов Таллинского

1Ф политехнического института Исследование и проектирование электромагнитных средств перемещения жидких металлов", 1964, Ф 214, серия А; с.55.

Патент Англии Р 808845, кл. 35А1Х, опублик. 1956. (54)(57) ИАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ

ДРОССЕЛЬ, содержащий проточный тракт

B виде по меньшей мере двух встречных спиральных каналов, электрически и гидравлически связанных между собой и расположенных в зазоре между цилиндрическим индуктором и внутренним сердечником магнитной системы знакопеременного по длине радиального постоянного магнитно э поля, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности действия дросселя и упрощения его конструкции, электрическая и гидравлическая связь встречных спиральных каналов проточного тракта выполнена посредством замкнутой кольцевой полости, расположенной в зоне зазора магнитопровода цилиндрического индуктора, Е

Ф .причем размер ее в радиальном направлении по меньшей мере в два раза превышает размер сечения спирали в том же направлении.

695470

Изобретение относится к области магнитогидродинамической (МГД) -технике, в частности, к устройствам для управления скоростью (расходом)- токопроводящих жидкостей (расплавленных металлов, сплавов, электролитов и т.п.). Оно может быть использовано, например, в металлургической промышленности, в жидкометаллических охлаждающих системах установок ядерной 10 . энергетики и т.п.

Известна конструкция кондукционного МГД-насоса, который в силу обратимости МГД-машин может быть использо- 15 ван и в качестве МГД-дросселя для управления расходом потока жидких металлов.

Недостатком данного дросселя явля- ется низкая эффективность действия за счет большого собственного гидравI лического и электрического сопротивления его проточного тракта.

Известен также электромагнитный ,кондукционный насос со спиральным ка налом.

Указанный насос содержит проточный тракт в виде, по меньшей мере, двух встречных спиральных каналов 30 электрически и гидравлически связанных между собой и расположенных в зазоре между цилиндрическим индуктором и внутренним сердечником магнитной системы энакопеременного по длине ра- 35 диального постоянного магнитного поля. При движении жидкого металла по такому проточному тракту в нем под действием магнитного поля индуцируются электрические токи, взаимодейст- 40 вие которых с радиальным полем приводи к появлению электромагнитной силы, тормозящей движение жидкости.

Благодаря разному (правому и левому) направлению каналов, проточного тракта, расположенных в зазорах магнитной системы с газличным направлением вектора индукции магнитного поля, индуцированные в жидком металле токи имеют одинаковое направленйе и, скла- 5О дываясь, обуславливают усиление эффекта дросселирования (торможения) ,потока жидкости. Недостатками данной конструкции являются: — незначительный диапазон регули55 рования расхода потока, обусловленный большим собственным гидравлическим сопротивлением его проточного тракта; сложность конструкции, обусловленная необходимостью специального профилирования мест сочленения каналов различного направления.

Целью изобретения является повышение эффективности действия МГД-дросселя и упрощение его конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в известной конструкции электрическая и гидравлическая связь встречных спиральных каналов проточного тракта выполнена посредством замкнутой кольцевой полости, расположенной в зоне зазора магнитопровода цилиндрического индуктора, причем размер указанной полости в радиальном направлении по меньшей мере в два раза превышает размер сечения спирали в том же. направлении.

На чертеже представлен предлагае- мый МГД-дроссель.

МГД-дроссель содержит магнитную систему знакопеременного (N-S u S-N). по длине радиального магнитного поля, образованную цилиндрическим индуктором 1 с катушкой 2 возбуждения и внутренним сердечником, состоящим из двух коаксиальных внешнего 3 и центрального 4 цилиндров, вплотную прилегающих друг к другу. Между внутренней поверхностью магнитопровода индуктора 1 и наружной поверхностью сердечника 3 установлен проточный тракт, выполненный в виде правого спирального канала 5 и левого спирального канала 6. Спиральные каналы

5 и 6 образованы немагнитными токопроводящими винтовыми перегородками

7 и 8 и соединены друг с другом посредством кольцевой полости 9, Кольцевая полость 9 расположена в зоне воздушного зазора магнитопровода кольцевого индуктора 1 и образована поверхностью сердечника 3, торцевыми плоскостями винтовых перегородок 7 и 8 и немагнитной кольцевой вставкой 10, ограничивающей объем полости 9 сверху. При этом размер кольцевой полости 9 в радиальном направлении выполнен не менее, чем в два раза превышающем размер сечения спиральных каналов 5 и 6 в том же направлении, и предусмотрены меры, обеспечивающие электрический контакт жидкого металла, протекающего по спиральным каналам, с.его стенками. Подвод жидкого металла к спиральному каналу 5 осуществляется с помощью трубопровода

3 6954

11, отвод жидкого металла от спирального канала 6 — с помощью трубопровода 12. Наружный цилиндр 3 внутреннего сердечника выполнен неподвижным, а центральный цилиндр 4 имеет возмож- 5 ность осевого перемещения (по стрелке А) относительно цилиндрического индуктора в обе стороны с помощью винтовой пары 13, приводимой во. вращение рукояткой 14 ° Для создания ра- 10 диального (поперечного) магнитного поля протяженность воздушного зазора (длина вставки 10) в кольцевом магнитопроводе индуктора I выполнена большей, чем расстояние между сердечни- 15 ком 3 и магнитопроводом индуктора I.

Штриховой линией со стрелками j ,показана схема течения индуцирован.ных .в жидком металле электрических токов °

Предлагаемый МГД-дроссель работает следующим образом.

Поток жидкого металла по трубопро- 25 воду II поступает в правый спиральный канал 5, и, вращаясь по часовой стрелке, проходит последовательно

I все его витки, попадая в кольцевую полость 9. Отсюда поток металла поступает в левый спиральный канал 6 и, вращаясь против часовой стрелки, оги бает все его витки и выходит по трубопроводу 12. При включении катушки

2 возбуждения магнитной системы между магнитопроводом цилиндрического индуктора 1 и сердечником 3 возникает магнитное поле, силовые линии которого в зоне расположения спирального канала S направлены по радиусу к центру, а в зоне расположения спи-

40 рального канала 6 по радиусу от центра дросселя. Поток жидкого металла пересекает радиальное магнитное поле и в нем, как в движущемся проводнике, вследствие явления электромагнигной 45 индукции, наводятся (индуцируются) электрические токи 1. Благодаря различному направлению потока в правом спиральном канале 5 и левом спираль50 ном канале 6, направления течения индуцированных токов в обоих каналах совпадают и суммарный индуцированный ток j (штриховые линии), проходит через все витки винтовых перегородок 7

55 и 8 параллельно продольной оси дросселя. В кралних витках спиральных каналов 5 и 6 индуцированные токи j за мыкаются по стенкам магнитопроводов:"

70 4 цилиндрического индуктора 1 и сердечника 3 и через металл, находящийся в кольцевой полости 9, выполненный с указанными вьппе размерами, образуют замкнутые контуры токов.

Индуцированные в жидком металле электрические токи j взаимодействуют

C радиальным магнитным полем, в результате чего в металле возникает электромагнитная сила, направленная навстречу потоку и тормозящая его.

Соединение посредством кольцевой полости 9 двух встречных спиральных каналов в одну гидравлическую и электрическую цепь повышает величгну индуцированных в жидком металле электрических токов, -так как при условии выполнения полости 9 с указанными выше размерами, уменьшается общее элек-тросопротивление цепи, по которым они замыкаются. Возрастание плотности индуцированных токов приводит к усилению дросселирования (торможения) потока.

Кроме того, кольцевая полость 9 существенно уменьшает собственное гидравлическое сопротивление дросселя без усложнения конструкции проточного тракта, так как в этом случае ликвидируется резкий поворот потока при его переходе иэ правой спирали 5 в левую 6. Энергия входящей в полость 9 струи металла гасится в ней, а созданный перепад давления обеспечивает продвижение. потока металла далее по проточному тракту.

Повьппению эффективности действия дросселя способствует также возникающее в полости 9 вращение жидкого металла. Оно приводит к дополнительному торможению транзитного потока, йоскольку в этом случае тормозящие силы возникают в зонах рассеяния магнитного потока вблизи концов полюсов магнитопровода.

Управление величиной расхода металла осуществляется путем усиления или уменьшения тормозящих электромагнитных сил, изменением величины внешнего магнитного поля, например изменением подводимого напряжения к катушке 2 возбуждения. Кроме того, возможно также управление величиной расхода потока жидкости путем перемещения вдоль оси подвижного центрального сердечника 4 с помощью винтовой пары 13 вращением рукоятки 14. При

Составитель C.Êî÷åìàçîâ

Техред 4l.Õîäàíè÷ Корректор И.Муска

Редактор П.Горькова

Тираж 66) Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

i)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 910/3

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 695470 6 этом также измейяется величина индук- щая эффект торможения потока жидции радиального поля, обуславливаю- кости,