Устройство для формирования жидкол1еталлических

 

с тта т

°:

27- 348

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ceia3 Советских

Социалистических

Респуйлии

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 09.1!.1968 (№ 1216652/26-25) Кл. 2Ig, 35 с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 15.Ъ 1.1970. Бюллетень Л 20

Дата опубликования описания 9.IX.1970

МПК Н 02п 4/02

УДК 538.4:621.313, .17(088.8) Комитет по делам изобретеиий и открытий рри Совете Министров

СССР

Anòîðы изобретения

Е, Т. Базеев, Л. Г. Безусый, Ю. В. Бойко, К. H. Ким, П. П, Орлов и Г. М, Щеголев

Заяв:итель

Институт электродинамики АН УССР

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ )КИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ

ПОРШНЕВЫХ ПОТОКОВ

Изобретение относится к устройствам, работа которых основана иа взаимодействии между потоком проводящей рабочей среды и магнитным полем, и может быть использовано в жидкометаллических мапштогидродинамических (МГД) генераторах с прямоугольными каналами, работающих на слоистых потоках — потоках дискретных порций жидкого металла, приводимых в движение разделяющими их порциями сжатого газа или пара. В мощных генераторах формирование высокоскоростного слоистого потока должно проводиться при сохранении кинетической энергии, используемой при этом струи жидкого металла, что возможно только при направлении ее без торможения поочередно в два выходных канала.

Известные устройства, осуществляющие подобную коммутацию, используют попеременное торможение потока жидкого металла электромагнитной силой, создаваемой при взаимодействии индуцированного в движущемся металле тока с внешним магнитным полем, такие устройства не способны коммутировать потоки значительной мощности.

Целью изобретения является обеспечение надежной коммутации жидкометаллического потока в пределах частот и мощностей, требуемых при МГД-преобразовании энергии.

Согласно изобретеншо, указанная цель до- стигается путем ".ведения в жиз1 остный комму татор электродов для пОДВОдя, к качающейся струе продольного нереяейного электриче5 ского тока: и электромагнитпбй системы, создающей в канале коммутатора поперечное постоянное мапштиое поле.

Под действием амперовых сил струя жидкого металла колеблется межд двумя крайними

10 положениями, устойчивыми вследствие максимального использования «эффекта Коанда», с частотой питающего электрического тока.

На фиг. 1 дана принципиальная схема

15 устройства; на фиг. 2 — вариант выполнения устройства, совмещенного с питающим трансформатором переменного тока.

Боковые стенки рабочего канала I устройства спрофилированы с учетом использования

20 «эффекта Коаида» в струе жидкого металла, вытекающего из струйного сопла 2. Выходом устройства служат два одинаковых канала 3 (слоистого потока, иа которые канал делится клиновым электродом 4, служащим для под25 вода и струе переменного тока. Второй электрод 5 установлен на вы. оде струйного сопла.

Между выходными каналами и струйным соплом обе боковые стенки имеют отверстия б для организации выхода газа или пара, пода30 ваемого по каналам 7. Катушки 8 постоянно273348

ro тока служат для создания в области разветвления постоянного магнитного поля.

В варианте конструкции, представленном на фиг. 2, магнитная система 9 устройства используется одновременно для возбуждения постоянного магнитного поля и трансформации подаваемого на электроды 4, 5 переменного тока. Для этого в устройство введена первичная обмотка переменного тока 10 и вторичная обмотка шггающего тока, состоящая из одного или нескольких витков шины

1l, охватывающих стержень магннтопровода.

Вдоль струи жидкого металла, вытекающей из сопла 2, между электродами 4 и 5 протекает переменный электрический ток. В зависимости от направления тока, взаимодействующего с постоянным магнитным полем катушек 8, в струе возникают объемные электродинамические силы переменного направления, отклоняющие струю то к одной, то к другой боковой стенке рабочего канала 1, При этом обе стенки имеют такой профиль, что в обтекающей его струе возникают гидродинамические силы, прижимающие ее к данной стенке («эффект Коанда») . Таким образом, струя металла направляется в один из выходных каналов 8, одновременно перекрывая собой имеющиеся в этой стенке отверстия б. В этот момент через такие же отверстия противоположной стенки в другой выходной канал поступает газ или пар, давление которого равно давлению жидкого металла. В связи с высокой электропроводностью жидкого металла падение напряжения в струе при прохождении требуемого рабочего тока очень мало, г оэтому для питания устройства необходим понижающий трансформатор. В предлагаемом варианте конструкции устройства магнитопровод содержит замкнутый контур, по которому замыкается переменный магнитный поток, возбуждаемый первичной обмоткой переменного тока трансформатора, совмещенного с данным устройством. Этот магнитный поток наводит электродвижущую силу во вторичной обмотке, которая в простейшем случае имеет один виток, состоящий из струи жидкого металла и шины 11, замыкающей электроды 4 и 5. При необходимости увеличения напряжения шина может делать несколько витков вокруг стержня магнитопровода.

Описанная конструкция устройства отличается компактностью и уменьшенным весом активных материалов.

Предмет изобретения

1. Устройство для формирования жидкометаллических поршневых потоков, содержащее два выходных рабочих канала, например, прямоугольного сечения, предназначенных для создания в них жидкометаллнческих поршневых потоков, разделенных объемами газообразной среды, причем поршни в каналах взаимно сдвинуты на длину поршня; трубоподвод для жидкого металла, плавно разветвляющийся и переходящий в два выходных канала; трубопроводы для газа, соединенные с областью разветвления трубопровода для жидкого металла на рабочие каналы при помощи ряда отверстий, расположенных по противоположным сторонам области вблизи плоскости разветвления, и схему, создающую в области разветвления магнитное поле, перпендикулярное плоскости разветвления, отличающееся тем, что, с целью повышения предельной мощности жидкометаллического потока, перебрасываемого из канала в канал, выше и ниже разветвления установлены электроды, осуществляющие контакт с потоком жидкого металла и соединенные со схемой, обеспечивающей протекание через электроды и поток металла в области разветвления электрического тока, взаимодействие которого с магнитным полем приводит к возникновению электромагнитной силы, перебрасывающей поток из канала в канал.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью упрощения переключения жидкометаллических потоков, магнитное поле, перпендикулярное плоскости разветвления, постоянно по величине, а ток, подводимый к электродам, изменяется с частотой, равной желательной частоте образования поршневых потоков.

3. Устройство по п. 1, отлича ощееся тем, что, с целью уменьшения веса и габаритов устройства, питание электродов осуществляют от трансформатора, в качестве сердечника которого использован магнитопровод электромагнита, создающего магнитное поле.

273348

Риг. Р

ЮИЕ 79 7

9 иг, 2

Составитель E. Буряк

Редактор Т. А. Рыбалова Техред А. А. Камышникова Корректор С. М. Сигал

Заказ 2497/12 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4j5

Типография, пр. Сапунова, 2