PL65662B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 15.IX.1972 65662 KI. 21CP.5 MKP H02n 4/02 IIILIOTEKA Wspóltwórcy wynalazku: Wojciech Brzozowski, Miroslaw Plata Wlasciciel patentu: Instytut Badan Jadrowych, Warszawa (Polska) Generator magnetohydrodynamiczny Przedmiotem wynalazku jest generator magneto¬ hydrodynamiczny do bezposredniego przetwarzania energii cieplnej w elektryczna.Stosowane obecnie generatory magnetohydrody- namiczne skladaja sie z trzech zasadniczych ele¬ mentów: dyszy, w której gaz roboczy rozpedzany jest do predkosci bliskiej dzwieku lub naddzwieko- wej, kanalu generatora, w którym energia kine¬ tyczna gazu przetwarzana jest w energie elektrycz¬ na oraz z czesci wylotowej — dyfuzora. Generato¬ ry magnetohydrodynamiczne, w których przeplyw gazu osiaga predkosc poddzwiekowa maja przekrój poprzeczny kanalu staly.Tego typu generatory pracuja glównie na pro¬ duktach spalania paliw klasycznych (pylu weglo¬ wego, ^naf ty). Generatory pracujace przy naddzwie- kowych parametrach gazu musza miec kanal o przekroju poprzecznym zwiekszajacym sie w kie¬ runku przeplywu gazu. Czynnikiem roboczym sa tu produkty spalania wysokokalorycznych paliw w tlenie lub powietrzu silnie wzbogaconym w tlen.W stosowanych dotychczas generatorach magne- tohydrodynamicznych praca w rezimie naddzwie- kowym przedstawia szereg trudnosci zwiazanych glównie z oddzialywaniem fal udarowych z silami Lorentz'a i silami tarcia w warstwie przysciennej gazu roboczego. Przy prawidlowej pracy generato¬ ra fala udarowa powstaje w czesci wlotowej dyfu¬ zora. Pojawienie sie fali udarowej w kanale gene¬ ratora powoduje zmniejszenie mocy elektrycznej generatora i jego sprawnosci. Miejsce powstania fali udarowej zwiazanej z gwaltownym przejsciem parametrów gazu z naddzwiekowej do poddzwieko- wej predkosci przeplywu trudne jest jednak do 5 przewidzenia.W stosowanych obecnie generatorach magneto¬ hydrodynamiczny eh pracujacych w rezimie nad- dzwiekowym ustalenie wlasciwego miejsca po¬ wstawania fali udarowej jest utrudnione z uwagi na przesuwanie sie fali przy zmianie obciazenia ge¬ neratora. Polozenie fali ustalane bylo dotychczas poprzez regulacje parametrów spalin na wlocie do generatora. Taki sposób regulacji zwiazany jest ze zmniejszeniem sprawnosci generatora i zmniejsze¬ niem jego mocy elektrycznej.Ponadto w stosowanych dotychczas generatorach nie ma mozliwosci przejscia z rezimu naddzwieko- wego do poddzwiekowego i odwrotnie. Wynika to z ustalonej geometrii kanalu generatora pozwalaja¬ cej na prace przy parametrach gazu albo pod- dzwiekowych albo naddzwiekowych.Celem wynalazku jest uzyskanie mozliwosci zmiany rezimu pracy generatora przy danych pa¬ rametrach wlotowych gazu roboczego oraz mozli¬ wosci plynnej regulacji parametrów gazu na wy¬ locie z generatora.Zadaniem wynalazku jest opracowanie odpowied¬ niej konstrukcji generatora, która umozliwi regu¬ lacje kata rozwarcia scianek kanalu generatora 10 15 20 25 33 65 66265 3 przy jednoczesnej wielkosci przekroju wylotowego kanalu.Cel ten zostal osiagniety przez wyposazenie ge¬ neratora w kanal o regulowanym przekroju i ru¬ chomych sciankach, usytuowany pomiedzy dysza i dyfuzorem, natomiast wylot kanalu posiada urza¬ dzenie nastawcze, przy czym zmiana geometrii ka¬ nalu zmienia jednoczesnie geometrie dyfuzora.Regulacja kata scianek generatora dokonywana jest poprzez zmiane odleglosci wzajemnej scianek generatora wyposazonych w elektrody i równole¬ glych do kierunku pola magnetycznego. Regulacja ta pozwala na prace generatora zarówno w rezimie poddzwiekowym jak i naddzwiekowym. Wyposaze¬ nie kanalu w-arfe^d^enie nastawcze pozwala, dla danych warunków pfacy, na dobór wlasciwej geo¬ metrii kanalu generatora, przy której w przypadku przepl5rwu gazu ^ predkosci naddzwiekowej, fala udarowa umiejscowi sie za kanalem, w czesci wlo¬ towej dyfuzora, wskutek czego generator pracuje z najwieksza sprawnoscia przy danym rezimie pra¬ cy i warunkach obciazenia.Regulacja kata rozwarcia scianek kanalu genera¬ tora i wielkosci przekroju wylotowego jest zwiaza¬ na z jednoczesna zmiana geometrii dufuzora, który ma odpowiedni ksztalt dla okreslonego rezimu pracy. Zmiana geometrii kanalu generatora jest do¬ konywana podczas jego pracy lub przestoju. Gene¬ rator o regulowanym przekroju kanalu i dyfuzora umozliwia zatem uzyskanie najwiekszej sprawnosci przy kazdych warunkach obciazenia, a wiec jego moc elektryczna jest wieksza niz w przypadku ge¬ neratorów dotychczasowych konstrukcji.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku na którym fig. 1 przedstawia zarys scianek generatora w polozeniu o najmniejszym rozchyleniu scianek elektrodo¬ wych, fig. 2 wykres rozkladu liczby Macha M wzdluz generatora przedstawianego na fig. 1 a fig. 3 zarys scianek generatora w skrajnym po¬ lozeniu o najwiekszym rozchyleniu scianek elektro¬ dowych, ponadto fig. 4 przedstawia wykres roz¬ kladu liczby Macha M wzdluz generatora przed¬ stawionego na fig. 3 zas fig. 5 oznacza schematycz¬ nie przekrój poprzeczny generatora wzdluz linii A-A na fig. 1.W polozeniu o najmniejszym kacie rozwarcia scianek elektrodowych 8 (scianki elektrodowe 8 662 4 równolegle) spaliny z komory spalania 1 przeply¬ waja przez dysze 2, której przekrój poprzeczny nie zmienia sie od gardzieli 10 do wlotu 11 kanalu generatora, osiagajac predkosc poddzwiekowa. 5 Kanal generatora 3 posiada w tym polozeniu przekrój poprzeczny staly. Wedlug rozkladu 5 liczSy Macha M maksymalna jej wartosc równa w przy¬ blizeniu jednosci jest mozliwa do osiagniecia na wylocie z kanalu generatora 3 pracujacego przy 10. tej geometrii w rezimie poddzwiekowym, przy czym w tym przypadku dyfuzor 4 jest rozbiezny, a zatem przystosowany do pracy w tym rezimie.Pole magnetyczne w kanale 3 generatora ma kie¬ runek 9 równolegly do scianek elektrodowych 8 L5 i prostopadly do scianek bocznych 7 kanalu genera¬ tora 3.W polozeniu o najwiekszym kacie rozwarcia scianek elektrodowych 8 przekrój poprzeczny dy¬ szy 2 wzrasta poczawszy od gardzieli 10 az do 50 wlotu 11 kanalu generatora, wskutek czego prze¬ plywajace przez dysze spaliny uzyskuja predkosc naddzwiekowa, przy której np. liczba, Macha wy¬ nosi M = 2,5 na wlocie 11 do kanalu 3 generatora.Jak wynika z rozkladu liczby Macha w kanale 55 generatora 3, wzdluz calego kanalu nastepuje przeplyw gazu z predkoscia naddzwiekowa. W dy- fuzorze 4, który w tym przypadku ma staly przek¬ rój poprzeczny, nastepuje na skutek pojawienia sie skomplikowanych ukladów fal uderzeniowych, w przejscie do przeplywu gazu z predkoscia poddzwie¬ kowa.Regulacja kata rozchylenia scianek elektrodo¬ wych 8 dokonywana jest za pomoca urzadzenia 35 nastawczego 12. PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenie patentowe 40 Generator magnetohydrodynamiczny do bezposred¬ niego przetwarzania energii cieplnej w elektryczna, zwlaszcza przeznaczony do pracy w rezimie nad¬ dzwiekowym, znamienny tym, ze posiada kanal (3) o regulowanym przekroju i ruchomych scian- 45 kach elektrodowych (8), usytuowany pomiedzy dy¬ sza t(2) i dyfuzorem (4), natomiast wylot kanalu 3 wyposazony jest w urzadzenie nastawcze (12), przy czym zmiana geometrii kanalu (3) zmienia jedno¬ czesnie geometrie dyfuzora (4).KI. 21d\5 65 662 MKP H02n 4/02 pUj- Al m* 3 -t—* j Y\ -M.J- Al ± I V& Fig.

2. PL PL