Канал фарадеевского магнитогидродинамического генератора

 

КАПАЛ ЛАРАДЕЕВСКОГО МАГИИТО- •ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА, содержащий корпус и взаимно изолированные.горячие электроды, расположенные вдоль канала и отстоярще один от другого на расстоянии, равном характерному расчетному диаметру ядра рабочего потока, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы и уменьпшния электрических потерь за счет снижения гчунтирующего действия стенок канала, корпус канала вьтолнен в виде сплошной трубы с системой наружного охлаждения, а электроды закреплены консольно в державках со стороны выхода канала и установлены с зазорами относительно внутренней поверхности трубы, не меньшими толщины пограничного слоя >& рабочего потока, при этом электроды выполнены с-профилированными аэроди~ намическими насадками со стороны входа канала.3 ^

СООЗ СОВЕТСНИХ

NN

РЕаЪБЛИН (19) ()1) щ) Н 02 К 44/12

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPGHOMY CSEE!TЕЛЬСТВУ

° ° le

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

IlPH ГКНТ СССР

1 (21) 2614141/25 (22) 10. 05. 78 (46) 15.07.91. Бюл. Р 26 (71) Иосковский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) Д.А. Бут и В.Д. Царьков (53) 621. 362: 538. 4 (088. 8) (56) Р. Роза. Иагнитогидродинамическое преобразование энергии. H. 1970, с. 174.

Магнитогидродинамическое генерирование электроэнергии. Под ред. Р,Кумба, И., с. 139.

Магнитогидродинамический метод получения электроэнергии. Под ред.

Кириллина В.А. и йейндлина А.F.. И., 1972, с. 119. (54) (57) КАПАЛ АРАДЕЕВСКОГО ИАГПИТОГИДРОДИНАИИЧЕСКОГО ГЕПГРАТОРА, содержащий корпус и взаимно изолированные

Изобретение относится к магнитогидродинамическнм (ИГД) устройствам и касается усовершенствования канала

МГД-генератора со сплошньяи электродами, который может найти применение ,в качестве источника электроэнергии в транспортных установках..

Известна конструкция канала ИГДгенератора, состоящая из корпуса, образованного четырьмя стенками: двумя электрддными и двумя боковыми, на которых заподлицр крепятся электродные вставки и металлические охлаждаемые модули.

Недостатком этого канала является

:сложность конструкции и пониженная горячие электроды, расположенные вдоль канала и отстоящие один от другого на расстоянии, равном характерному расчетному диаметру ядра рабочего потока, отличающийся тем, / что, с целью повышения надежности работы и уменьшения электрических потерь за счет снижения нунтирующего действия стенок канала, корпус канала выполнен в виде сплошной трубы с системой наружного охлаждения, а электроды закреплены консольно в державках со стороны выхода канала и установлены с зазорами относительно внутренней поверхности трубы, не меньшими толщины пограничного слоя 1 рабочего потока, при этом электроды выполнены с-профилированными аэродинамическими насадками со стороны входа канала. выходная мощность из-за большого числа уплотнений, необходимых для герметизации канала, а также из-за шунтирования тока по боковым стенкам, на которых осаждается легкоионизируемая присадка, вводимая в рабочее тело для повышения проводимости.

Известна конструкция канала ИГД-геффВ нератора, содержащая кожух, в котором размещены две электродные стенки и примыкающие к ним две боковые стенки из керамики типа окиси алюминия, про" странство между внутренней поверхностью кожуха и стенками канала заполнено керамическими блоками.

803809

Недостатком этой конструкции является снижение выходной мощности из-за токов утечки через горячий пограничный слой на боковых стенках и сложность конструкции ввицу больmoro количества стыковочных поверхностей, в которых должна обеспечиваться герметичность канала.

Известен также канал магнитогид- 10 родинамического генератора, содержащий корпус и электроды.

Электроды в данной конструкции выпблнены в виде пластин, выдвинутых к центру канала, что позволяет умень- 15 шить отрицательную роль пограничного слоя на электродах.

Недостатком этой конструкции является пониженная выходная мощность из-за внутренних шунтирующих цепей 20 по изоляционным установкам, непосредственно примыкающим к горячим электродам, а также конструктивная сложность, связанная с большим числом уплотнений, необходимых для герметиза-25 ции канала.

Целью изобретения является повышение надежности работы и уменьшение электрических потерь за счет снижения шунтирующего действия стенок

30 канала.

Цель достигается тем, что в канале фарадеевского магнитогидродинамического генератора, содержащем корпус и взаимно изолиРованные горячие электроды, расположенные вдоль канала и отстоящие друг от друга на расстоянии, равном характерному расчетному диаметру ядра потока, корпус канала выполнен в виде сплошной трубы с систе- 40 мой наружного охлаждения, а электроды закреплены консольно в державках со стороны выхода канала и установлены с зазорами относительно внутренней поверхности трубы, не меньшими толщины 45 пограничного слоя рабочего потока, при этом электроды выполнены с профилированными аэродинамическими насадками со стороны входа канала.

На Аиг. 1 приведен канал, продоль50 ный разрез; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1.

Канал содержит корпус, выполненный в виде профилированной металлической трубы 1 с каналами охлаждения 2 и патрубками 3 и 4 для подвода и отвода

55 хладагента, а также электроды, выполненные в виде стержней 5 и 6, консольно закрепленных вне канала в державках 7 с помощью кинематических зажимов 8. Стержни 5 и 6 отделены от внутренних стенок трубы 1 зазорами, равными или превышающими толщину расчетного пограничного слоя на стенках, Зажимы 8 выполнены, например, в виде шарниров, которые могут перемещаться по осевым и радиальным направляющим, благодаря чему стержни 5 и 6 имеют радиальный, осевой и угловой ход. Зажимы выполняют также функции токоотводов. Стержни 5 и б могут быть снабжены каналами охлаждения 9. Па концах стержней помещены жаростойкие насадки 10 и 11 для тепловой защиты стержней и обеспечения хорошей аэродинамики потока на входе. В стержнях могут быть выполнены отверстия 12 для уноса пограничного слоя с внутренних поверхностей и улучшения условий протекания рабочего тока, а также для предотвращения отрыва пограничного слоя. Стержни 5 и б могут иметь различную форму поперечного сечения. Катодный стержень 5 (эмиттер электронов) рационально выполнить с плоской внутренней поверхностью (фиг. 2), а анодный стержень 6 рационально выполнить с вогнутой внутренней поверхностью (фиг. 2).

В рабочем состоянии канал помещается в магнитную систему, создающую магнитное поле, нормальное плоскости фиг ° 1. Через канал движется поток электропроводного газа. При взаимодействии электропроводного газа и магнитного поля на электродах наводится ЭДС, под действием которой в канале и его внешний цепи течет рабочий ток.

Наводимая в канале ЭДС не шунтируется внутренней стенкой трубы 1, поскольку электроды отделены от нее зазором. В данной конструкции канала создана дополнительная степень свободы при оптимизации рабочих режимов за счет независимого изменения по длине поперечного сечения канала определяемого профилем трубы 1 и расстояния между электродами.

С помощью кинематических зажимов

8 электродные стержни 5 и 6 могут быть установлены в оптимальное положение, обеспечивающее максимальную выходную мощность за счет снижения вредного влияния пограничного слоя газа и, отыскания оптимальных электрогазодинамических параметров в

;! 7

Составитель С. Кочема зов

Редактор О. Яркова Техред Л,Олийнык Корректор А. Обручар

Заказ 3051 Тираж 330 Подписное

ВЯИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óàrîðîä, ул. Гагарина,101

5 8038 активной зоне канала. Наиболее веро-, ятная область расположения электродных стержней 5 и 6 относительно гнутренней трубы 1 — на расстоянии рав5 ном или несколько превьппающем расчетную толщину пограничного слоя газа на стенке трубы 1. Расчетная толщина пограничного .слоя газа определяется по известным зависимостям газодинамики

09

6 где R — гидравлическое число, Рей6 нольдса.

В данной конструкции ИГД канала легко осуществляется замена электродов. При кратковременной работе электродные стержни могут двигаться- внутрь канала по мере выгорания их концевых участков. Насадки 10 и 11 в этом случае не требуются, Внутренний профиль трубы 1 может быть сделан оптимальным с точки зрения аэродинамических характеристик потока. Поперечное сечение трубы может бнн,ь круговым, QB8JIbHbw и т.п.