RU2700575C1 - Магнитогидродинамический насос - Google Patents
Магнитогидродинамический насос Download PDFInfo
- Publication number
- RU2700575C1 RU2700575C1 RU2018146879A RU2018146879A RU2700575C1 RU 2700575 C1 RU2700575 C1 RU 2700575C1 RU 2018146879 A RU2018146879 A RU 2018146879A RU 2018146879 A RU2018146879 A RU 2018146879A RU 2700575 C1 RU2700575 C1 RU 2700575C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- permanent magnets
- module
- pump
- housing
- magnetohydrodynamic
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K44/00—Machines in which the dynamo-electric interaction between a plasma or flow of conductive liquid or of fluid-borne conductive or magnetic particles and a coil system or magnetic field converts energy of mass flow into electrical energy or vice versa
- H02K44/02—Electrodynamic pumps
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K44/00—Machines in which the dynamo-electric interaction between a plasma or flow of conductive liquid or of fluid-borne conductive or magnetic particles and a coil system or magnetic field converts energy of mass flow into electrical energy or vice versa
- H02K44/08—Magnetohydrodynamic [MHD] generators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в снижении производительности насоса от изменения уровня высоты перекачиваемой жидкости внутри насоса в вертикальном положении и достижении приемлемых массогабаритных показателей. Магнитогидродинамический насос включает, по меньшей мере, один модуль, в цилиндрическом корпусе которого установлены постоянные магниты, которые равномерно распределены по окружности. Причем два соседних постоянных магнита направлены разноименными полюсами по отношению друг к другу. Между постоянными магнитами установлены электроды, образующие каналы, сужающиеся от центра к периферии в радиальном направлении. Между постоянными магнитами, установленными в нижней части модуля, и корпусом имеется отверстие. Между постоянными магнитами, установленными в верхней части модуля, и корпусом имеется воздушный зазор. 2 ил.
Description
Изобретение относится к электрическим машинам, а именно магнитогидродинамическим насосам, и может быть использовано в качестве насоса для перемещения токопроводящей жидкости.
В настоящее время растет доля высокообводненных нефтяных скважин, добыча нефтесодержащей жидкости в которых в основном осуществляется установками электроцентробежных насосов [1, 2]. Тем не менее, данные установки имеют низкую надежность (наработка на отказ в среднем составляет 560 суток), это связано с износом вращающихся частей электроцентробежного насоса и выходом из строя погружного электродвигателя в связи с электрическим пробоем изоляции при импульсных перенапряжениях. Данную проблему можно решить применением магнитогидродинамических насосов, так как в конструкции данных типов насосов отсутствуют вращающиеся части.
Известен электромагнитный движитель [RU 92647 U1 МПК В63Н 11/00, опубликованная 27.03.2010], содержащий корпус с каналами для впуска и выпуска воды, в котором установлены основные электроды для генерирования тока в электрическом поле, охватывающем сечение указанного канала, устройства для генерирования магнитного поля, ориентированного перпендикулярно электрическому полю, для создания основной Лоренцовой силы, и одна пара дополнительных электродов, изолированных от основных электродов, с возможностью обеспечения электрического пробоя воды и создания дополнительной Лоренцовой силы, совпадающей по направлению с основной, отличающийся тем, что движитель выполнен в виде набора модулей, каждый из которых содержит корпус, в котором установлены упомянутые основной и дополнительной электроды и устройство для генерирования магнитного поля, при этом в каждом модуле канал для впуска выполнен в виде диффузора, канал для выпуска - в виде конфузора с выходной сопловой частью.
Недостатком данного устройства является невозможность получения высокой мощности устройства без существенного увеличения массогабаритных показателей (длина, масса и т.д.). Так как с увеличением мощности электромагнитного движителя существенно увеличивается длина.
Известен магнитогидродинамический насос [RU 2363088 С2 МПК Н02К 44/02, опубликованная 10.04.2009], 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, отличающийся тем, что он выполнен с числом каналов больше двух, суживающих от периферии к центру насоса, а система возбуждения выполнена в виде постоянных магнитов, расположенных между каналами и создающими в каналах магнитные потоки, векторы индукции которых направлены по концентрическим окружностям относительно продольной оси.
Недостатком данного устройства является зависимость его производительности от заполнения внутреннего объема между наружным и внутренним участками труб токопроводящей жидкостью, применительно к условиям с изменяющимся уровнем высоты перекачиваемой жидкости относительно насоса в вертикальном положении.
Задачей изобретения является создание магнитогидродинамического насоса, при осуществлении которого достигается технический результат, заключающийся в снижении зависимости производительности насоса от изменения уровня высоты перекачиваемой жидкости внутри насоса в вертикальном положении и достижении приемлемых массогабаритных показателей.
Указанный технический результат достигается тем, что магнитогидродинамический насос содержит источники постоянного магнитного поля, электроды, отличается тем, что включает, по меньшей мере, один модуль, в цилиндрическом корпусе которого установлены постоянные магниты, которые равномерно распределены по окружности, причем два соседних постоянных магнита направлены разноименными полюсами, между постоянными магнитами установлены электроды, образующие каналы, сужающиеся от центра к периферии в радиальном направлении, между постоянными магнитами, установленными в нижней части модуля, и корпусе имеется отверстие, между постоянными магнитами, установленными в верхней части модуля, и корпусом имеется воздушный зазор.
На фиг. 1 - изображен магнитогидродинамический насос, вид сверху в разрезе по Б-Б, стрелками показано направление движения жидкости.
На фиг. 2 - изображен магнитогидродинамический насос, разрез по А-А, стрелками показано направление движения жидкости.
Магнитогидродинамический насос включает, по меньшей мере, один модуль 1 (фиг. 2). Модуль 1 состоит из цилиндрического корпуса 2, в котором установлены постоянные магниты 3 и электроды 4, которые равномерно распределены по окружности. Причем два соседних постоянных магнита направлены разноименными полюсами (фиг. 1, 2). Между постоянными магнитами 3, установленными в нижней части модуля 1, и корпусе 2, имеется отверстие d, для перемещения токопроводящей жидкости. Между постоянными магнитами 3, установленными в верхней части модуля 1, и корпусом 2 имеется воздушный зазор L. Электроды 4 установлены между магнитами 3, образуя каналы для перемещения жидкости, сужающиеся от центра к периферии в радиальном направлении.
Магнитогидродинамический насос работает следующим образом.
При подаче постоянного напряжения на электроды 4 в жидкости, представляющей раствор солей, кислот, нефти и т.д., происходит диссоциация солей на ионы (как правило, хлорида натрия NaCl). Под действием напряженности электрического поля, отрицательно заряженные анионы хлора Cl- двигаются в сторону положительно заряженного электрода 4 (анода), а положительно заряженные катионы натрия Na+ в сторону отрицательно заряженного электрода 4 (катода). Подвижность анионов хлора выше, чем катионов натрия, поэтому для дальнейшего описания принципа работы рассмотрим только анионы хлора.
При движении анионов хлора к положительному заряженному электроду 4 (аноду) на анионы действует сила Лоренца, направленная перпендикулярно линиям магнитного поля, создаваемого постоянными магнитами 3. Под воздействием силы Лоренца траектория движения анионов хлора изменяется, и они движутся вдоль канала, увлекая за собой жидкость, как показано стрелками (фиг. 1). Жидкость, втягиваемая через отверстие d, перемещается по каналу и ударяется о стенки корпуса 2. Затем жидкость через воздушный зазор L движется к отверстию d следующего модуля магнитогидродинамического насоса. Далее цикл повторяется.
Таким образом, за счет того что для работы предлагаемого магнитогидродинамического насоса требуется жидкость только в первом модуле 1, зависимость производительности насоса от изменения уровня высоты перекачиваемой жидкости снижается. Массогабаритные показатели по сравнению с электромагнитным движителем [RU 92647 U1 МПК В63Н 11/00, опубликованная 27.03.2010] ниже за счет более эффективного использования пространства, то есть если сложить длину всех каналов и разместить их последовательно как в аналоге, то получившийся магнитогидродинамический насос будет длинее.
Список литературы:
1. Ивановский В.Н., Сабиров А.А., Деговцов А.В. [и др.]. Вопросы энергоэффективности установок электроприводных центробежных насосов // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. 2016. №4. С. 25-30.
2. Шевченко С.Д., Якимов С.Б., Ивановский В.Н. [и др.]. Разработка алгоритма расчета дебита нефтяных скважин при их эксплуатации УЭЦН // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. 2013. №6. С. 90-91.
Claims (1)
- Магнитогидродинамический насос, содержащий источники постоянного магнитного поля, электроды, отличающийся тем, что включает, по меньшей мере, один модуль, в цилиндрическом корпусе которого установлены постоянные магниты, которые равномерно распределены по окружности, при чем два соседних постоянных магнита направлены разноименными полюсами по отношению друг к другу, между постоянными магнитами установлены электроды, образуя каналы, сужающиеся от центра к периферии в радиальном направлении, между постоянными магнитами, установленными в нижней части модуля, и корпусом имеется отверстие, между постоянными магнитами, установленными в верхней части модуля, и корпусом имеется воздушный зазор.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018146879A RU2700575C1 (ru) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | Магнитогидродинамический насос |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018146879A RU2700575C1 (ru) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | Магнитогидродинамический насос |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2700575C1 true RU2700575C1 (ru) | 2019-09-18 |
Family
ID=67989971
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018146879A RU2700575C1 (ru) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | Магнитогидродинамический насос |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2700575C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2363088C2 (ru) * | 2007-10-03 | 2009-07-27 | Александр Севастьянович Курбасов | Магнитогидродинамический насос |
US20110037325A1 (en) * | 2009-08-11 | 2011-02-17 | Arizona Board Of Regents Acting For And On Behalf Of Northern Arizona University | Integrated electro-magnetohydrodynamic micropumps and methods for pumping fluids |
RU2529006C2 (ru) * | 2012-10-29 | 2014-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Магнитогидродинамическое устройство (варианты) |
RU2626377C1 (ru) * | 2016-03-09 | 2017-07-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Способ работы электрической машины радиального движения |
-
2018
- 2018-12-26 RU RU2018146879A patent/RU2700575C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2363088C2 (ru) * | 2007-10-03 | 2009-07-27 | Александр Севастьянович Курбасов | Магнитогидродинамический насос |
US20110037325A1 (en) * | 2009-08-11 | 2011-02-17 | Arizona Board Of Regents Acting For And On Behalf Of Northern Arizona University | Integrated electro-magnetohydrodynamic micropumps and methods for pumping fluids |
RU2529006C2 (ru) * | 2012-10-29 | 2014-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Магнитогидродинамическое устройство (варианты) |
RU2626377C1 (ru) * | 2016-03-09 | 2017-07-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Способ работы электрической машины радиального движения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2615775C1 (ru) | Скважинная насосная установка | |
RU2549381C1 (ru) | Погружной линейный электродвигатель | |
CN103166420B (zh) | 一种液态金属磁力驱动装置 | |
RU2009149718A (ru) | Погружной электродвигатель с зазором с ферромагнитной жидкостью | |
RU169892U1 (ru) | Гидродинамическое устройство электроцентробежного насоса для магнитной обработки скважинного флюида | |
CN105041677A (zh) | 组合式井用潜水泵 | |
RU2700575C1 (ru) | Магнитогидродинамический насос | |
RU179850U1 (ru) | Погружной линейный электродвигатель | |
CN105736403A (zh) | 一种永磁同步电机浸水式潜水泵 | |
RU187858U1 (ru) | Устройство для подъема пластовой жидкости | |
CN103557145A (zh) | 电动潜油往复泵 | |
RU2669418C1 (ru) | Погружная бесштанговая насосная установка | |
RU2577671C1 (ru) | Погружной насосный агрегат | |
WO2017074213A8 (ru) | Статор линейного погружного электродвигателя и способ его сборки | |
US20150076825A1 (en) | Inline electric generator with magnetically suspended axial flow open center impeller | |
RU2431758C1 (ru) | Способ получения электроэнергии и устройство для его реализации | |
WO2018020301A1 (ru) | Скважинная насосная установка | |
CN205605453U (zh) | 一种永磁同步电机浸水式潜水泵 | |
CN211603377U (zh) | 用于液态金属磁流体发电研究的实验装置 | |
CN208731201U (zh) | 一种电动无桨静音推进装置 | |
RU177322U1 (ru) | Шнековая микрогэс | |
RU2578746C1 (ru) | Насосная установка | |
RU2701653C1 (ru) | Погружная бесштанговая насосная установка | |
US2490009A (en) | Electromagnetic device | |
CN108674623A (zh) | 一种电动无桨静音推进装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201227 |