Канал магнитогидродинамического гене-patopa

Канал магнитогидродинамического гене-patopa

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

P Il Pl С А Н И Е (»)803808

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.03.78 (21) 2588480/24-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) M. Кл.

Н 02К 44/12

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 07.07.82. Бюллетень № 25 (53) УДК 621.362.538.4 (088.8) (45) Дата опубликования описания 07.07.82

С, М Горлин, Г. А. Любимов, В. А. Битюрин, В. И. (овб®стрк,, B. И. Максименко, С. А. Медин и А. E. Барщак

Институт высоких температур AH СССР и Институв;механики

Московского ордена Ленина, ордена Октябрьской еволкйщтт. и ордена Трудового Красного Знамени государственного университета им М. В. Ломоносова (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) КА НАЛ МлГ Н ИТОГ ИД РОД И НАМ И Ч ЕС КО ГО

ГЕН EPATOPA

Изобретение относится к магнитогпдродинамическому (МГД) методу получения электроэнергии и может найти применение в кондукционных магнитогидродинамических генераторах линейного типа.

Канал линейного МГД генератора образуется совокупностью стенок, форма и ориентация которых определяют геометрию поперечного сечения рабочего объема канала. Форма поперечного сечения существенно влияет на основные характеристики

ХГД генератора, в частности она определяет уровень генерируемой мощности в каналах как фарадеевского, так и диагонального (рамочного) типов, гидродинамические характеристики течения, прочность конструкции и т. д. От формы поперечного сечения канала зависит также эффективность использования объемов магнитного поля, создаваемого магнитной системой. В железной и безжелезной магнитных системах для каналов одинаковой конфигурации использование объема магнитного поля неодинаково.

Известны каналы МГД генераторов, поперечное сечение рабочего объема которых представляет собой круг (1) или выпуклый криволинейный контур, вписанный в прямоугольник и представляющий собой результат округления его углов радиусом кривпзпы порядка половины расстояния между ближайшими противоположными стенками (2J.

1акие каналы обладают близкими к минимальным гидравлическими потерями и с точки зрения эффективности использования объема магнитного поля овальные (круглые) каналы оптимально вписываются в бсзжелезные (сверхпроводящие) магнитные 0 системы с овальной (круглой) опертурой, например в магнитную систему седлообразного типа. В то же время применение каналов с овальным поперечным сечением в маг»итных системах с прямоугольной апертурой, т. е. в магнитных системах со стальным магнитопроводом и постоянным межполюсным зазором, неэффективно вследствие неполного использования рабочего обьема магнитного поля.

2Î Известен также магнитогидродинамический канал, ограниченный стенками, поперечное сечение рабочего объема которого представляет собой контур выпуклой формы (3). Этот канал имеет прямоугольное сечение. Такая геометрия поперечного сечения канала обеспечивает наиболее полное использование объема магнитного поля в мапштах со сталью.

Однако в каналах прямоугольного попезо речного сечения пз-за повышенной турбу803808

3(х) при 3(х) (— б

b b — при 5(x) —

2 2

8(х) при 3(х) (—

b „b — при (х)2 р

D = 4F,/П„ лентности ь угловых областях с характерными размерами порядка толщины пограничного слоя формируется неблагоприятное распределение температуры вблизи стенок и резко возрастают газодинамические потери. Резкое неоднородное в угловых областях распределение температуры и прово. димости приводит, особенно при наличии эффекта Холла, к неравномерному распределению тока в плоскости поперечного сечения канала.

Целью изобретения является повышение эффективности за счет улучшения газодинамических и электродинамических характеристик течения.

Поставленная цель достигается тем, что контур образован кривой, вписываемой в прямоугольник со сторонами aO b, минимальный радиус кривизны R которой изменяется по длине канала х, отсчитываемой от входного сечения следующей зависимости по где б — толщина пограничного слоя.

5(x)=A 1+ D где А=(1 — 5).10 ; 0,5 (a(1;

D = 4Р,/П„ где А и сс — эмпирические константы, учитывающие шероховатость стенок и т. д.;

D — гидравлический диаметр;

Fp и По — площадь и периметр поперечного сечения на входе в канал.

Если пограничные слои на противоположных стенках канала смыкаются (развитое течение), величина R должна быть равна половине расстояния между ближайшими противолежащими стенками.

На чертеже в одинаковом произвольном масштабе представлены три различных по длине сечения рабочего объема канала с одинаковыми сторонами а = b с различной величиной радиуса скругления R, изменяющегося от Rp до R по длине канала х.

Формула изобретения

Канал магнитогидродинамического генератора, ограниченный стенками, пойеречное сечение рабочего объема которого представляет собой контур выпуклой формы, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности за счет улучшения электродинамических и газодинамических характеристик течения, контур образован кривой, вписываемой в прямоугольник со сторонами a)b, минимальный радиус кривизны

R которой изменяется по длине канала х, отсчитываемой от входного сечения по следующей зависимости

20 где 6 — толщина пограничного слоя.

5(x)=A 1+ 9 где А= (1 — 5).10; 0,5.((1; где А и к — эмпирические константы, учизз тывающие шероховатость стенок и т. д.;

0 — гидравлический диаметр;

Fp и 17p — площадь и периметр поперечного сечения на входе в канал.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3406300, кл. 310-11, опублнк. 1968.

2. Патент ФРГ № 1052548, кл. 21d 5/01, чз опублик. 1959.

3. Патент США ¹ 3387150, кл. 310-11, опублик. 1968 (прототип).

803808

Составитель Кочемазов

Техред А. Камышникова

Редактор М. Кузнецова

Корректор T. Трушкина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1018/16 Изд. № 183 Тираж 719 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5