Магнитогидродинамический дроссель

Магнитогидродинамический дроссель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

<щ776489

К АВТОРСКОМУ СВ ИТИЛЬСТВУ (бт) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 1405.79 (21) 2765289/24-25 (51)М Кд 3

Н 02 К 44/02 с присоединением заявки Йо—

Государственный комнтет

СССР но делам нзобретеннй н открытнй (23) Приоритет

Опубликовано 07.0931. Бюллетень 49 .33 (53) УДК 538.4 (088.8) Дата опубликования описания 070931 (72) Авторы изобретения

И.В. Витковский и И.P. Кириллов (71) Заявитель (54) МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКИИ ДРОССЕЛЬ

Изобретение относится к области магнитогидродинамической (МГД) техники, в частности к области усовершенствования регуляторов расхода токопроводящих сред. Оно может быть использовано для регуляторов расхода (скорости) токопроводящих сред в ядерной энергетике, например в жидкометаллических контурах атомных электростанций(АЭС)с реактором на быстрых нейтронах;в металлургической промышленности,в установках непрерывной разливки металлов,а также для других технологических целей.

Известна конструкция МГД-дросселя (1), основными узлами которой являются: линейный прямоточный ка- нал и индуктор. Кроме того, в принципе любое МГД-устройство (2), в силу обратимости может быть МГДдросселем. Работают эти устройстэа в режиме дросселя следующим образом.

При движении токопроводящей среды в магнитном поле в ней индуцируется

ЭДС, под действием которой по токопроводящей среде текут токи, замыкающиеся в зависимости от конструкции канала по самой токопроводящей среде, специальным токозамыкающим устройствам (шинам) либо стенкам канала. Регулирование расхода токопроводящих сред в таких устройствах осуществляется изменением величины тока в электромагнитной системе, которое вызывает изменение электромагнитной силы, тормозящей среду. йМрокое распространение получили

ИГД-дроссели с каналом кольцевого сечения H радиальным магнитным полем (3).

Существенным недостатком этих дросселей является влияние реакции якоря, проявляющееся в ухудшении ра-!

5 бочих характеристик дросселей.

Более перспективными могут быть

МГД-дроссели с каналами кольцевого сечения и поперечным магнитным полем. В таких устройствах происходит

20 самокомпенсация иидуктированных полей, так как индуктированные токи в пределах полюсного наконечника замыкаются в противоположных направлениях.

25 . Известно МГД-устройство (4), содержащее индуктор и линейный прямоточный кольцевой канал, образованный концентрично расположенными внешним и вну тренним цилиндрами, соединенны30 ми перегородками.

776489

Поскольку в данном устройстве кольцевой канал помещен в поперечное магнитное поле, то токи, индуктированные в секторных элементах каналов, могут замыкаться как по одному из каналов, который может использоваться в качестве токозамыкающего элемента, так и по внутренним

1цилиндрам.

Поскольку токи, протекающие в жидком металле и s токозамыкающих элементах, равны по величине и обратны по знаку, то влияние реакции якоря практически исключено.

Основные недостатки данного устройства. заключаются в том, что перегородки, соединяющие внешний и внутренний цилиндры, выполнены изоляционными, имеются большие сопротивления внешней цепи для токов, индуктированных в жидком металле, высота немагнитного зазора много больше 20 высоты канала.

Из-за того, что перегородки выполнены изоляционными, индуктированный ток рассеивается в концевых зонах на пути поворота в токозамыкающие элементы — внутренний канал. Эти зоны добавляются к сопротивлению внешней цепи, что уменьшает рабочий ток. Далее на величину тока существенное влияние оказывают как контактные сопротивления на границе жидкий металл — стенка, так и само сопротивление стенки канала, вследствие этого уменьшается величина давления, срабатываемого на дросселе, необходимость увеличения которого связана с увеличением габаритов и потребляемой мощности.

Использование внутреннего канала в качестве токозамыкающего элемента обуславливает большую величину не- 4О магнитного зазора, вследствие чего при .одинаковой намагничивающей силе уменьшается величина индукции в зазоре, что приводит к уменьшению срабатываемого давления. Для увеличения 4$ давления требуется увеличение габаритов и потребляемой мощности.

Если же исключить из конструкции внутренний канал, то токи смогут замыкаться лишь по стенкам канала (внеш- у{) нему) и внутреннему цилиндру. Однако при этом увеличится сопротивление внешней цепи, что опять приводит к указанным недостаткам.

Таким образому устройство (4) при ц использовании его в дроссельном режиме имеет как большие габариты и потребляемую мощность,так и низкую величину срабатываемого давления.

Целью изобретения является уменьшение габаритов и потребляемой мощ- 60 ности, а также увеличение срабатываемого давления.

Поставленная цель достигается тем, что. в известном магнитогидродинамическом дросселе, содержащем индуктор 65 и линейный прямоточный канал, образованный концентрично расположенными внешним и внутренним цилиндрами, соединенными перегородками, во внутреннем цилиндре выполнены сквозные каналы, продольные оси которых найравлены по хордам, их центры распо,ложены вдоль по крайней мере одной из образующих этого цилиндра, а перегородки размещены в зоне сквозных каналов и выполнены с проточными трактами, сообщающими сквозные каналы с кольцевым каналом.

На фиг. 1 и 2 изображено предложенный дроссель в поперечном и продольном разрезах; на фиг. 3 и 4 — то же, вариант.

МГД-дроссель содержит индуктор 1, линейный прямоточный кольцевой канал, образованный внешними 2 и внутренними 3 цилиндрами, соединенными перегородками 4.

МГД-дроосель работает следующим образом. При движении потока жидкого металла в поперечном магнитном поле индуктируется ЭДС и протекают токи, которые в жидком металле, замыкаются по койтуру: в конструкции без перегородок, размещенных s зоне сквозных каналов (см фиг. 1 и фиг. 2): кольцевой канал — сквозной канал во внутреннем цилиндре — кольцевой канал (показано стрелками на фиг. 1) в конструкции с перегородками (см. фиг. 3 и фиг. 4): кольцевой канал — проточный тракт перегородки — сквозной канал внутреннего цилиндра — кольцевой канал.

Данный дроссель имеет следующие преимущества. Во-первых, меньше в сравнении с прототипом величина немагнитного зазора, а значит, и меньшая потребляемая мощность и габариты. Во-вторых, из-за того что перегородки размещены в зоне сквозных каналов и выполнены с проточными трактами, сообщающими сквозные каналы с кольцевым каналом, увеличивается срабатываемое дросселем давление. Увеличение величины срабатываемого давления происходит вследствие того, что практически по всему кольцевому каналу вектора индукции и плотности тока перпендикулярны, поэтому электромагнитная сила одинакова по всему сечению канала.

Формула изобретения

1. Магнитогидродинамический дроссель, содержащий индуктор и линейный прямоточный кольцевой канал, образованный концентрично расположенными внешним и внутренним цилиндрами, соединенными перегородками, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и потребляемой

776489 мощности, во внутреннем цилиндре выполнены сквозные каналы, продольные оси которых направлены по хордам, а центры расположены по крайней мере вдоль одной из образующих этого цилиндра.

2. Дроссель по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью увеличения срабатываемого давления, пере городки размещены в зоне сквозных каналов и выполнены с проточньви трактами, сообщающими сквозные каналы с кольцевыми каналом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизес

1. Авторское свидетельство СССР (Ф 299287, кл. В 22 D 7/2, 1968.

2. Патент CDIA М 3122663, кл.310-11, опублик. 1964.

3. Витковский И.В. и др. Некоторые особенности расчета и проектирования МГД-дросселей.- Магнитная гидродинамика, 1977, . 131-136.

4. Патент Англии 9 745460, кл. 35 A 1X, опублик. 1956 (прототип) .

ВНИИПИ Заказ 6765/65

1ираж 730 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, yh. Проектная, 4