RU2529006C2 - Магнитогидродинамическое устройство (варианты) - Google Patents
Магнитогидродинамическое устройство (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2529006C2 RU2529006C2 RU2012146190/07A RU2012146190A RU2529006C2 RU 2529006 C2 RU2529006 C2 RU 2529006C2 RU 2012146190/07 A RU2012146190/07 A RU 2012146190/07A RU 2012146190 A RU2012146190 A RU 2012146190A RU 2529006 C2 RU2529006 C2 RU 2529006C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channel
- working electrodes
- magnetic system
- working
- electrodes
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнике, к магнитной гидродинамике, к электромагнитным насосам и может быть использовано в металлургии, в ядерной и нетрадиционной энергетике, машиностроении, химической промышленности, а также в космической технике. Технический результат состоит в введении возможности пропускания через рабочий канал как жидкой (электролиты, расплавы металлов), так газообразной (ионизированный газ) проводящих сред. Магнитогидродинамическое (МГД) устройство включает канал, входные и выходные патрубки, магнитную систему. Магнитная система выполнена в виде сплошного цилиндра из проводящего материала, торцы которого соединены электрическими проводами с рабочими электродами, подключенными к источнику питания. В патрубки вмонтированы рабочие электроды. В первом варианте МГД устройства внутренняя стенка канала является цилиндрической, а внешняя - конической с углом наклона α в диапазоне от 0° до 90°. В патрубки вмонтированы рабочие электроды. Во втором варианте МГД устройства внешняя и внутренняя стенки канала являются цилиндрическими, причем функцию одной пары электродов выполняют стенки канала. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.
Description
Изобретение относится к области магнитной гидродинамики, а именно к электромагнитным насосам, и может быть использовано в металлургии, в ядерной и нетрадиционной энергетике, машиностроении, химической промышленности, а также в космической технике.
Известен магнитогидродинамический (МГД) насос (патент РФ №2363088 С2, кл. H02K 44/02, опубл. 27.07.2009), создающий электромагнитные силы для продвижения жидкого металла от взаимодействия магнитного потока, вызванного системой возбуждения, с током, пропускаемым через канал с металлом, в насосе от внешнего источника напряжения, выполнен с числом каналов больше двух, суживающихся от периферии к центру насоса, а система возбуждения выполнена в виде постоянных магнитов, расположенных между каналами и создающих в каналах магнитные потоки, векторы индукции которых направлены по концентрическим окружностям относительно продольной оси.
Известен магнитогидродинамический насос (патент РФ №2106053 C1, кл. H02K 44/02, опубл. 27.02.1998) для перекачивания алюмоцинкового расплава, содержащий корпус с рабочим каналом и индукторами бегущего поля, причем корпус выполнен разъемным в виде двух симметричных герметизированных блоков коробчатой формы со смежными стенками, вдоль каждой из которых размещен индуктор, при этом блоки скреплены герметично, а рабочий канал образован из двух продольных пазов прямоугольного сечения, каждый из которых выполнен на наружной стороне смежной стенки блока.
Известен электромагнитный насос (патент РФ №2159001 C2, кл. H02K 44/02, опубл. 10.11.2000) для перекачивания расплавленных металлов и сплавов, выбранный в качестве прототипа, включающий в себя магнитопровод, канал, входной патрубок, снабженный вторым магнитопроводом и одним выходным патрубком, патрубки гидравлически соединены между собой под углом и к ним подведен ток, в месте соединения патрубки выполнены плоскими, их плоские участки лежат в одной плоскости и по обе стороны от места соединения, размещены между полюсами магнитопроводов, охватывающих канал с противоположных сторон.
Общими недостатками вышеперечисленных устройств является то, что эти устройства предназначены для только одной области техники, имеют обмоточную систему для создания магнитного поля. В связи с этим у них сложная конструкция и значительные габариты.
Задачей изобретения является повышение эффективности, надежности, ремонтопригодности, упрощение конструкции, снижение массогабаритных показателей насоса и расширение области его применения путем введения безобмоточной магнитной системы, а техническим результатом - введение возможности пропускания через рабочий канал как жидкой проводящей среды, например электролиты, расплавы металлов, так и газообразной проводящей среды, например ионизированный газ.
Поставленная задача решается, а технический результат по первому варианту достигается тем, что в магнитогидродинамическом устройстве, включающем в себя канал, входные и выходные патрубки, магнитную систему, в отличие от прототипа внутренняя стенка канала является цилиндрической, а внешняя стенка канала выполнена конической, в патрубки вмонтированы рабочие электроды, и магнитная система выполнена в виде сплошного цилиндра из проводящего материала, установленного внутри внутренней стенки канала и торцы которого соединены при помощи электрических проводов с рабочими электродами, подключенными к источнику питания.
Поставленная задача решается, а технический результат по второму варианту достигается тем, что в магнитогидродинамическом устройстве, включающем в себя канал, входные и выходные патрубки, магнитную систему, в отличие от прототипа внешняя и внутренняя стенки канала являются цилиндрическими, в патрубки вмонтированы рабочие электроды, причем функцию одной пары электродов выполняют стенки канала, а магнитная система выполнена в виде сплошного цилиндра из проводящего материала, установленного внутри внутренней стенки канала и торцы которого соединены при помощи электрических проводов с рабочими электродами, подключенными к источнику питания.
Существо изобретения по первому варианту поясняется чертежами.
На фиг.1 представлена конструкция магнитогидродинамического устройства, общий вид; на фиг.2 - конструкция магнитогидродинамического устройства, разрез А-А; на фиг.3 - распределение векторов электромагнитных сил в коническом участке канала магнитогидродинамического устройства.
Существо изобретения по второму варианту поясняется чертежами.
На фиг.4 представлена конструкция магнитогидродинамического устройства, продольный разрез; на фиг.5 - конструкция магнитогидродинамического устройства, разрез Б-Б; на фиг.6 - распределение векторов электромагнитных сил на участке канала магнитогидродинамического устройства.
Магнитогидродинамическое устройство по первому варианту состоит из соединенных между собой канала 1 из немагнитного материала (например, сталь 12Х15Г9НД со структурой аустенита), входного и выходного патрубков 2, 3 из прочного тепло- и электроизоляционного материала, например из керамики. Во внутренней стенке канала 1 установлен медный цилиндрический проводник 4, который зафиксирован при помощи цилиндрических втулок 5 с прорезями для вентиляции из теплоустойчивого и электроизоляционного материала, например из керамики. Внутри патрубков 2, 3 вмонтированы рабочие электроды 6, 7. В свою очередь, рабочие электроды 6 соединены с медным цилиндрическим проводником 4 при помощи электрических проводов (на фиг.1, 2 не показаны).
Технологически монтирование электродов в патрубки может быть обеспечено на стадии изготовления при помощи прессования металла и керамики.
Внешняя стенка канала выполнена конической с углом наклона α в диапазоне от 0° до 90°.
Изнутри поверхности рабочего канала 1, а также поверхности внутренней стенки канала покрыты немагнитным, электроизоляционным и термо-, износоустойчивым материалом, например мелкодисперсной керамикой.
Магнитогидродинамическое устройство по второму варианту состоит из соединенных между собой канала 1 из немагнитного материала (например, сталь 12Х15Г9НД со структурой аустенита), входного и выходного патрубков 2 из прочного тепло- и электроизоляционного материала, например из керамики. Внутри внутренней стенки канала 1 установлен медный цилиндрический проводник 3, который зафиксирован при помощи цилиндрических втулок 4 с прорезями для вентиляции из теплоустойчивого и электроизоляционного материала, например из керамики. Внутри патрубков 2 вмонтированы рабочие электроды 5, 6, 7. Рабочие электроды 5 соединены с медным цилиндрическим проводником 4 при помощи электрических проводов (на фиг.4 не показаны). В свою очередь, рабочие электроды 6 и 7 своими торцами контактируют с торцами стенок канала 1, таким образом обеспечивая между ними электрический контакт.
Внешняя и внутренняя стенки канала 1 выполнены цилиндрическими. Внутренняя поверхность внутренней стенки канала 1 покрыта немагнитным, электроизоляционным и термо-, износоустойчивым материалом, например мелкодисперсной керамикой.
Магнитогидродинамическое устройство по первому варианту работает следующим образом. При заполнении рабочего канала 1 электропроводящей жидкостью и подведении напряжения к рабочим электродам 6, 7 образуются две цепи, по которым протекают токи. Первая цепь замыкается в цилиндрическом проводнике, а вторая - через рабочий канал 1, в котором находится электропроводящая жидкость. При протекании тока в первой цепи образуется постоянное магнитное поле, силовые линии которого представляют концентрические окружности вокруг оси цилиндра. Это внешнее магнитное поле взаимодействует с током, протекающим в канале. При этом образуется электромагнитная сила f в канале, направление которой определяется согласно «правилу левой руки». Эта сила действует на весь объем жидкости в канале. В конической части канала сила f имеет две составляющие: осевая fτ и радиальная fn. Осевая составляющая fτ действует на заряженные частицы, находящиеся в электропроводящей жидкости, в осевом направлении, таким образом создавая тягу в рабочем канале, в то время как радиальная составляющая fn действует на заряженные частицы, находящиеся в электропроводящей жидкости, в радиальном направлении, таким образом сжимая электропроводящую жидкость в рабочем канале.
Проведенные расчеты показывают, что наибольшие значения осевой тяговой силы fτ наблюдаются при значениях угла α в диапазоне от 10° до 40°.
Магнитогидродинамическое устройство по второму варианту работает следующим образом. При подаче напряжений на электроды происходит замыкание двух цепей. В первой по цилиндрическому проводнику протекает ток i1, а вторая цепь замыкается по воздушному промежутку между стенками канала, образуя множественные искровые разряды (ток i2). При этом воздух в промежутке становится ионизированным и представляет собой плазму. Образуется магнитное поле с индукцией B, силовые линии которого представляют собой концентрические окружности вокруг центрального проводника. Это магнитное поле взаимодействует с образованной плазмой. При этом возникают электромагнитная сила F, направление которой определяется по «правилу левой руки». В данном случае, направление электромагнитной силы совпадает с направлением тока i1. В итоге происходит движение частиц плазмы под действием этой силы.
Магнитная ускоряющая система в обоих вариантах МГД-устройства выполнена безобмоточной, и в ней отсутствует магнитопровод, что позволяет снизить требования по термо- и электроизоляции.
Простая конструкция магнитной системы в виде цилиндрического проводника позволяет легко осуществлять ремонт магнитогидродинамического устройства.
Простая конструкция и минимальное количество составных частей магнитогидродинамического устройства позволяют повысить его надежность.
Выполнение магнитогидродинамического устройства первого варианта в смешанном виде (кондукционном и индукционном) позволяет повысить его КПД.
Возможность пропускания через рабочий канал как жидкой проводящей среды, например электролиты, расплавы металлов, так и газообразной проводящей среды, например ионизированный газ, расширяет области применения магнитогидродинамического устройства.
Claims (2)
1. Магнитогидродинамическое устройство, включающее в себя канал, входные и выходные патрубки, магнитную систему, отличающееся тем, что внутренняя стенка канала является цилиндрической, а внешняя стенка канала выполнена конической, в патрубки вмонтированы рабочие электроды и магнитная система выполнена в виде сплошного цилиндра из проводящего материала, установленного внутри внутренней стенки канала и торцы которого соединены при помощи электрических проводов с рабочими электродами, подключенными к источнику питания.
2. Магнитогидродинамическое устройство, включающее в себя канал, входные и выходные патрубки, магнитную систему, отличающееся тем, что внешняя и внутренняя стенки канала являются цилиндрическими, в патрубки вмонтированы рабочие электроды, причем функцию одной пары электродов выполняют стенки канала, а магнитная система выполнена в виде сплошного цилиндра из проводящего материала, установленного внутри внутренней стенки канала и торцы которого соединены при помощи электрических проводов с рабочими электродами, подключенными к источнику питания.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012146190/07A RU2529006C2 (ru) | 2012-10-29 | 2012-10-29 | Магнитогидродинамическое устройство (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012146190/07A RU2529006C2 (ru) | 2012-10-29 | 2012-10-29 | Магнитогидродинамическое устройство (варианты) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012146190A RU2012146190A (ru) | 2014-05-10 |
RU2529006C2 true RU2529006C2 (ru) | 2014-09-27 |
Family
ID=50629272
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012146190/07A RU2529006C2 (ru) | 2012-10-29 | 2012-10-29 | Магнитогидродинамическое устройство (варианты) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2529006C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2700575C1 (ru) * | 2018-12-26 | 2019-09-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) | Магнитогидродинамический насос |
RU194420U1 (ru) * | 2019-06-10 | 2019-12-11 | Ольгерт Петрович Забак | Электромагнитно-центробежный масс-сепаратор |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU728652A1 (ru) * | 1978-11-20 | 1981-05-30 | Предприятие П/Я А-7904 | Магнитогидродинамический дроссель |
RU2106053C1 (ru) * | 1995-07-26 | 1998-02-27 | Акционерное общество открытого типа "Северсталь" | Магнитогидродинамический насос |
US5993164A (en) * | 1995-05-18 | 1999-11-30 | Diaz; Rodolfo E. | Method and apparatus for an electromagnetic propulsion system |
RU2159001C2 (ru) * | 1998-06-04 | 2000-11-10 | Институт машиноведения Уральского отделения РАН | Электромагнитный насос |
RU2285999C1 (ru) * | 2005-03-09 | 2006-10-20 | Департамент промышленности и науки Пермской области | Магнитогидродинамический насос |
RU2363088C2 (ru) * | 2007-10-03 | 2009-07-27 | Александр Севастьянович Курбасов | Магнитогидродинамический насос |
-
2012
- 2012-10-29 RU RU2012146190/07A patent/RU2529006C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU728652A1 (ru) * | 1978-11-20 | 1981-05-30 | Предприятие П/Я А-7904 | Магнитогидродинамический дроссель |
US5993164A (en) * | 1995-05-18 | 1999-11-30 | Diaz; Rodolfo E. | Method and apparatus for an electromagnetic propulsion system |
RU2106053C1 (ru) * | 1995-07-26 | 1998-02-27 | Акционерное общество открытого типа "Северсталь" | Магнитогидродинамический насос |
RU2159001C2 (ru) * | 1998-06-04 | 2000-11-10 | Институт машиноведения Уральского отделения РАН | Электромагнитный насос |
RU2285999C1 (ru) * | 2005-03-09 | 2006-10-20 | Департамент промышленности и науки Пермской области | Магнитогидродинамический насос |
RU2363088C2 (ru) * | 2007-10-03 | 2009-07-27 | Александр Севастьянович Курбасов | Магнитогидродинамический насос |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
9. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2700575C1 (ru) * | 2018-12-26 | 2019-09-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) | Магнитогидродинамический насос |
RU194420U1 (ru) * | 2019-06-10 | 2019-12-11 | Ольгерт Петрович Забак | Электромагнитно-центробежный масс-сепаратор |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012146190A (ru) | 2014-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2943862C (en) | Electrical hollow conductor for an electromagnetic machine | |
US12095324B2 (en) | Stator winding with integrated cooling | |
FI124814B (fi) | Sähkökoneen staattori ja sähkökone | |
JP2008219960A (ja) | 回転電機 | |
US2786416A (en) | Electro-magnetic pump | |
TW201421864A (zh) | 定子模組及其磁力產生構件 | |
US20050167987A1 (en) | Electric generator having a magnetohydrodynamic effect | |
RU2529006C2 (ru) | Магнитогидродинамическое устройство (варианты) | |
US3280349A (en) | Magnetohydrodynamic generating system | |
KR20160124327A (ko) | 유도 가열 장치용 코일 어셈블리 및 이를 포함하는 유도 가열 장치 | |
US4392786A (en) | Electromagnetic induction pump | |
CA2516737A1 (en) | Continuous extrusion apparatus | |
US3198119A (en) | Electro-magnetic pump | |
RU2456735C1 (ru) | Магнитогидродинамический генератор | |
JP6821472B2 (ja) | プラズマ発生装置 | |
RU2533056C1 (ru) | Цилиндрический линейный индукционный насос | |
US3385983A (en) | Magnetohydrodynamic energy converter | |
RU2467463C1 (ru) | Импульсный электрогенератор (варианты) | |
RU2409886C1 (ru) | Магнитогидродинамический генератор | |
US2490009A (en) | Electromagnetic device | |
US3387150A (en) | Duct for magnetohydrodynamic devices | |
US3280350A (en) | Magnetohydrodynamic generator | |
US3170077A (en) | Apparatus for generating electrical energy | |
RU2810528C1 (ru) | Электромагнитный индукционный насос для жидких проводящих сред | |
JP2007294536A (ja) | 水冷式トランスの水冷コイルとその水冷式トランス |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151030 |