SU713485A1

SU713485A1 - Способ компенсации вихревых токов Холла в магнитогидродинамическом канале

Info

Publication number: SU713485A1
Application number: SU782649738A
Authority: SU
Inventors: А.А. Белоглазов
Original assignee: Институт высоких температур АН СССР
Priority date: 1978-07-26
Filing date: 1978-07-26
Publication date: 1988-06-07

Abstract

СПОСОБ КОМПЕНСАЦИИ ВИХРЕВЫХ ТОКОВ ХОЛЛА В МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕС- КОМ КАНАЖ, включающий измерение концентрации электронов в потоке плазмы и регулирование профил приложенного магнитного пол по сечению канала вВ^ где B^В9п,пel• t 'Я ' ^9— локальное значение магнитной индукции;Пр. - локальное значение концент- :рации электронов в плазме;Z; - геометрический размер МГД канала в направлении В.;Bjj - значение магнитной индукции в дре потока;Z jj - геометрический размер канала в направлении В j,;п 51 -. концентраци электронов в дре потока.S(ЛЛЬЮ повышени эффективности способа путем выравнивани ЭДО Холла по сечению канала, профиль приложенного магнитного пол регулируют по сечению канала в зависимости от параметров потока в соответствии с соотношением/X'Ki^SuiilvIv^^ ^00 СПv^uuSuSoSX-УЛиг//^>&

Description

Изобретение относитс к способам компенсации вихревых токов Холла в каналах магнитогидродинамических (МГД) устройств и может быть использовано в каналах МГД генераторов или МГД ускорителей с неоднородной проводимостью плазмы. В известных МГД генераторах вблизи охлаждаемых стенок канала образуютс менее нагретые пограничные слои с неоднородной проводимостью плазмы, т.е. с неоднородной концентрацией электронов. На характеристики МГД генераторов основное вли ние оказывает поперечна неоднородность около электродных стенок в направлении индуцируемого пол . Известно техническое решение, относ щеес к конструкции каналов МГД устройств, согласно которому уменьшаетс вредное действие эффекта Холла благодар отклонению электродных стенок от направлени приложенного магнитного пол по расположению элект родов на изол ционных стенках. Вследствие этого по вл етс состав л юща полного тока, текуща в направ лении магнитного пол , что и обуславливает указанный положительный эффект . Недостатками такого способа компенсации токов Холла вл ютс : неполное использование зоны магнитного зазора в канале, уменьшение его рабочего объема за счет наклона электродных стенок, а также возникновение дополнительных токов в плазме за счет шунтировани изол ционного промежутка электродными плоскост ми, вынесенными на изол ционную стенку, что вызовет, например, дл фарадеевского МГД генератора уменьшение напр жени на элект родах, в результате чего значительно уменьшаетс указанный положительный эффект. Известен также способ компенсации вихревых токов Холла в магнитогидродинамическом канале, включающий измерение концентрации электронов в потоке плазмы и регулирование профил п приложенного местного пол по сечению канала в соответствии с измеренной концентрацией электронов в потоке плазмы. Недостатком указанного способа в л етс практическа неосуществимость полной компенсации вихревых токов Холла дл турбулентных пограничных слоев из-за невозможности получени больших градиентов магнитной индукции . Поэтому указанный способ может быть применен только в сравнительно небольшой части зоны пограничного сло , примыкающей к дру потока. Целью изобретени вл етс повышение эффективности способа путем выравнивани ЭДС Холла по сечению канала . Поставленна цель достигаетс тем, что профиль приложенного магнитного пол регулируют по сечению канала в зависимости от параметров потока в соответствии с соотношением где В; локальное значение магнитной индукции; локальное значение концентрации электронов и плазма; геометрический размер МГД канала в направлении В -,; значение магнитной индукции в дре потока; геометрический размер канала в направлении концентраци электронов в дре потока. На фиг. 1 схематически изображено Сечение канала МГД генератора дл дозвуковых режимов течени плазмы с уменьшением концентрации электронов в пограничном слое около электродной стенки; на фиг. 2 - сечение МГД-канала дл сверхзвуковых режимов течени с увеличением концентрации электронов в пограничйом слое. Устройство,работающее в соответствии с предложенным способом, содержит электродные стенки 1 и профилированные изол ционные стенки 2. Магнитна цепь устройства содержит неподвижные части 3 полюсов и подвижные части 4 тех же полюсов, снабженные средствами дл их перемещени в направлении вектора индукции В (на чертеже не показа .ны) . Магнитна цепь содержит также шунты 5, подвижные в направлении, перпендикул рном к В и выполненные из магнитопроводного материала и дополнйтельные электромагнитные катушки 6. В зонах 7 неоднородной плазмы в пограничном слое у электродной стенки, осуществл етс указанна компенсаци вихревых токов Холла путем профилиро-, вани индукции магнитного пол 8.

Предложенный способ реализуетс в описьшаемом устройстве, которое работает следующим образом. Рабочее тело перемещают в канале МГД генератора в направлении, перпендикул рном приложенному магнитному полю. К электродным стенкам 1 подключают нагрузку и снимают во внешнюю цепь электрический ток. Одновременно осуществл ют. компенсацию вихревых токов Холла в указанном канале путем изменени профил приложенного магнитного пол по сечению канала. Изменение пол осуществл ют в соответствии с изменением концентрации электродов в потоке плазмы в пограничных област х канала и в дре потока плазмы. Кроме того, поле измен ют в функции геометрических размеров сечени МГД канала в соответствии с вышеуказанным соотношением . Такое изменение магнитного пол осуществл ют путем перемещени подвижных частей магнитной цепи в том числе щунтов 5 относительно стенок канала или изменением величины тока и направлени в дополнительных катушках в магнитной цепи канала МГД генератора.

В зависимости от изменени режима течени плазмы в канале и от изменени коэффициента нагрузки МГД генератора , происходит деформаци профил

5 ,

температуры в пограничном слое. Проводимость и, следовательно, концентраци электронов вл етс функцией

температуры. В св зи с изменением

нагрузки электрической станции должен быть изменен расход рабочего тела через МГД генератор.

Таким образом,изменение параметров течени в соответствии с графиком нагрузки электрической станции потребует подстройки профил магнитной индукции на работающем МГД канале (с тем, чтобы иметь меньшие потери

от вихревых токов Холла) в соответст-ВИИ с вьш1еуказанным соотношением.

Магнитную индукцию в зоне сечени МГД канала можно измен ть несколькими способами. С помощью перемещени в вертикальном направлении подвижных частей полюсов магнита, как показано на фиг. 1 и 2, руководству сь предложенньш соотношением, а дл безжелезных магнитов - с помощью изменени магнитного зазора между катушками электромагнита. С помощью регулировани величины и направлени тока в дополнительных электромагнитных катушках 6. С помощью перемещени шунтов, выполненных из магнитопроводного материала , около электродных стенок канала перпендикул рно направлению магнитного пол .

Claims

СПОСОБ КОМПЕНСАЦИИ ВИХРЕВЫХ ТОКОВ ХОЛЛА В МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКОМ КАНАЛЕ, включающий измерение концентрации электронов в потоке плазмы и регулирование профиля приложенного магнитного поля по сечению канала в соответствии с измеренной концентра-, цией электронов в потоке плазмы, о тличающийся тем, что, с це лью повышения эффективности способа путем выравнивания ЭДС Холла по сечению канала, профиль приложенного магнитного поля регулируют по сечению канала в зависимости от параметров потока в соответствии с соотношением = 7Г-- Υ · ^пе> ' ^Zi ^п я где Bj - локальное значение магнитной индукции;

п_е! - локальное значение концентрации электронов в плазме;

Z’ - геометрический размер МГД канала в направлении В·; С

В я - значение магнитной индукции в ядре потока;

Z j, - геометрический размер канала в направлении В_я;

η л — концентрация электронов в ядре потока.

SU „ 713485