Способ компенсации вихревых токов холла в магнитогидродинамическом канале

; те; ч СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 7134 119 1) 4 Н 02 К 44/08 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ особао сечего магю повьпп тем выр ю канал тного п тив нос ти сЭД 0 Холлаприложеннруют по се авниван У 21х температур профиль ля регули ависимост ен нала в от пара ров поток пе 110-11,В 1 ренция по МГ тон, 1915, т агнит концент плазме, мер Г 1 ГД КОМПЕНСАЦИИ ВИХРЕВЫХ ГНИТО ГИДРОДИНАМИЧЕС- чающий измерение кононов в потоке плазмы профиля приложенного по сечению канала в змеренной концентра-., В потоке плазмыр о т с я тем, что, с цег. 1и В,;индукци К ов в ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт высокиАН СССР(54)(57) СПОСОБТОКОВ ХОЛЛА В МАКОМ КАНАЛЕ, вклюцентрации электри регулированиемагнитного полясоответствии с ицией электроновл и ч а ю щ и й оответствии с соотношени локальное значениеной индукции;локальное значениерации электронов вгеометрический раэканала в направленизначение магнитнойв ядре потока;геометрический раэмла в направлении Вконцентрация электрядре потока.Изобретение относится к способамкомпенсации вихревых токов Холла в каналах магнитогидродинамических (МГД)устройств и может быть использовано вканалах МГД генераторов или МГД ускорителей с неоднородной проводимостьюплазмы.В известных МГД генераторах вблизи охлаждаемых стенок канала образуются менее нагретые пограничные слоис неоднородной проводимостью плазмы,т.е. с неоднородной концентрациейэлектронов, На характеристики МГД генераторов основное влияние оказывает 15поперечная неоднородность около электродных стенок в направлении индуцируемого поля,Известно техническое решение, от-носящееся к конструкции каналов МГД 20устройств, согласно которому уменьшается вредное действие эффекта Холла благодаря отклонению электродныхстенок от направления приложенногомагнитного поля по расположению элект.родов на изоляционных стенках,Вследствие этого появляется составляющая полного тока, текущая в направлении магнитного поля, что и обуславливает указанный положительный эффект.Недостатками такого способа компенсации токов Холла являются: неполное использование зоны магнитного зазора в канале, уменьшение его рабочего объема за счет наклона электродныхстенок, а также возникновение дополнительных токов в плазме за счет шунтирования изоляционного промежуткаэлектродными плоскостями, вынесенными 40на изоляционную стенку, что вызовет,например, для фарадеевского МГД генератора уменьшение напряжения на электродах, в результате чего значительноуменьшается указанный положительный 45эффект.Известен также способ компенсациивихревых токов Холла в магнитогидродинамическом канале, включающий измерение концентрации электронов в потоке плазмы и регулирование профиляприложенного местного поля по сечениюканала в соответствии с измереннойконцентрацией электронов в потокеплазмы.55Недостатком укаэанного способа является практическая неосуществимостьполнбй компенсации вихревых токовХолла для турбулентных пограничныхслоев из-за невозможности получениябольших градиентов магнитной индукции. Поэтому указанный способ можетбыть применен только в сравнительнонебольшой части зоны пограничногослоя, примыкающей к ядру потока.Целью изобретения является повышение эффективности способа путем выравнивания ЭДС Холла по сечению канала,Поставленная цель достигается тем,что профиль приложенного магнитногополя регулируют по сечению канала взависимости от параметров потока всоответствии с соотношением- н, гВяи 2я Я где В; локальное значение магнитной индукции;локальное значение концентрации электронов и плазма;геометрический размер МГДканала в направлении Взначение магнитной индуки ции в ядре потока;Е - геометрический размер канала в направлении В я,и - концентрация электронов вядре потока.На фиг, 1 схематически изображено сечение канала МГД генератора для дозвуковых режимов течения плазмы с уменьшением концентрации электронов в пограничном слое около электродной стенки; на фиг. 2 - сечение МГД канала для сверхзвуковых режимов течения с увеличением концентрации электронов в пограничйом слое.Устройство, работающее в соответствии с предложенным способом, содержит электродные стенки 1 и профилированные изоляционные стенки 2. Магнитная цепь устройства содержит неподвижные части 3 полюсов и подвижные части 4 тех же полюсов, снабженные средствами для их перемещения в направлении вектора индукции В (на чертеже не показаны), Магнитная цепь содержит также шунты 5, подвижные в направлении, перпендикулярном к В и выполненные из магнитопроводного материала и дополнительные электромагнитные катушки б. В зонах 7 неоднородной плазмы в пограничном слое у электродной стенки осуществляется указанная компенсация вихревых токов Холла путем профилиро-, вания индукции магнитного поля 8.7134Предложенный способ реализуется в описываемом устройстве, которое работает следующим образом, Рабочее тело перемещают в канале МГД генератора5 в направлении, перпендикулярном приложенному магнитному полю. К электродным стенкам 1 подключают нагрузку и снимают во внешнюю цепь электрический ток. Одновременно осуществляют, компенсацию вихревых токов Холла в указанном канале путем изменения профиля приложенного магнитного поля по сечению канала. Изменение поля осуществляют в соответствии с изменением 1 концентрации электродов в потоке плазмы в пограничных областях канала и в ядре потока плазмы. Кроме того, поле изменяют в функции геометрических размеров сечения МГД канала в 20 соответствии с вышеуказанным соотношением. Такое изменение магнитногополя осуществляют путем перемещения подвижных частей магнитной цепи в том числе шунтов 5 относительно сте нок канала или изменением величины тока и направления в дополнительных катушках в магнитной цепи канала МГД Генератора.В зависимости от изменения режима щ течения плазмы в канале и от изменения коэффициента нагрузки МГД генератора, происходит деформация профиля 85температуры в пограничном слое. Проводимость и, следовательно, концентрация электронов является функцией температуры, В связи с изменением нагрузки электрической станции должен быть изменен расход рабочего тела через МГД генератор.Таким образом, изменение параметров течения в соответствии с графиком нагрузки электрической станции потребует подстройки профиля магнитной индукции на работающем МГД канале (с тем, чтобы иметь меньшие потери от вихревых токов Холла) в соответствии с вышеуказанным соотношением.Магнитную индукцию в зоне сечения МГД канала можно изменять несколькими способами. С помощью перемещения в вертикальном направлении подвижных частей полюсов магнита, как показано на фиг. 1 и 2, руководствуясь предложенным соотношением, а для безжелезных магнитов - с помощью изменения магнитного зазора между катушками электромагнита. С помощью регулирования величины и направления тока в дополнительных электромагнитных катушках 6. С помощью перемещения шунтов, выполненных из магнитопроводного материала, около электродных стенок канала перпендикулярно направлению магнитного поля.