单相流动的液态金属磁流体发电系统的总体设计分析

本文分析了单相流动的液态金属磁流体发电系统的热力学过程，建立了供总体设计分析用的基本方程组并讨论了这种发电系统的独特优点。     

磁流体发电通道的最优化

本文基于准一维流动模型运用近代变分法研究了磁流体发电通道的无约束最优化问题。文中以给定通道入口滞止焓和背压为端点条件,从长度给定的通道中抽取最大电功率为性能指标,运用本文所提出的最优化算法进行了小型法拉第型通道的最优化计算。得出了超音速通道为最优,在最优解附近输出电功率对通道型线的变化不太敏感等结论。本文还计算了磁场、壁温、背压、等截面段长度等参数的变化对最优通道性能的影响。文中采用的数学模型所考虑的因素比较全面,除了考虑化学反应、摩擦、散热之外,还考虑了边界层、漏电、电极电阻和有限分段等因素的影响。     

液态金属磁流体发电器中增压系统的分析

本文分析了液态金属磁流体（ＬＭＭＨＤ）发电器中喷咀和扩压器所组成的增压系统，给出了设计所需参量的解析表达式。     

磁流体发电通道参数和结构设计

在建立磁流体发电通道数学模型的基础上,利用磁流体发电通道一维程序进行分析计算,在燃烧室热力状态确定的情况下,讨论了发电通道入口参数的选择,合理选择了通道入口参数.经过计算分析选用等马赫数来设计发电通道的结构,计算出通道的型线,采用分段逼近的方法拟合出分段法拉第直线型通道,取得20 8%的焓取出率.     

液态金属两相流磁流体发电负载系数对湍流的影响

通过FLUENT软件的气液两相流混合模型,研究了负载系数对"自蒸发"驱动液态金属磁流体发电通道内湍流特性和发电性能的影响。结果表明,在边界层内,负载系数影响湍流强度和平均壁面摩擦系数的大小。在中心流区域,沿流动方向上,在通道3/4处的横截面上,湍流强度呈"M"形分布,且负载系数越大,曲线变化越大。输出功率关于负载系数呈抛物线变化,效率与负载系数呈近似线性关系。输出功率的模拟值与理论值比较一致,误差在1. 29%～4. 6%。     

液态金属物性参数对自蒸发磁流体发电系统输运作用的影响

采用数值模拟的方法,使用CFD软件Fluent对金属钠的相变传热及气液两相流动输运进行了模拟计算,依次改变流体物性参数进行对比模拟,得出流体物性参数对两相流输运作用的影响.结果表明:液态金属的密度、热导率越大,热容越小,对两相流的输运作用越有利;黏度对两相流的输运作用不明显;为避免流体在出口截面形成环状流降低发电效率,液态金属出口体积分数不宜小于20%.     

工质种类对液态金属磁流体发电系统两相流影响的数值模拟

为了更好地选择工质种类以提高液态金属磁流体发电系统中低沸点工质和液态金属两相流输运速度,进行了数值模拟研究.利用CFD仿真软件,分别以三氟三氯乙烷、三氯甲烷作为低沸点工质,液态金属锡和镓作为液态金属工质,模拟低沸点工质受热汽化推动液态金属流动的物理过程,进行两相流模拟仿真研究.通过模拟结果结合理论分析得出工质种类对气液两相流输运特性的影响.结果表明,在满足液态金属不发生倒灌的条件下选择具有较小摩尔质量,较小潜热,较小热容和较大密度的低沸点工质以及具有较大密度,较大热容和较大热导率的液态金属更有利于气液两相流的运输;低沸点工质的沸点和液态金属的熔点应根据应用对象合理选择.     

能量旁路组合发动机磁流体发电通道数值模拟

利用简化的一维低磁雷诺数下磁流体动力学方程组,对理想分段法拉第型MHD发电通道开展了数值模拟研究,分析了电磁参数和通道几何参数的变化对MHD发电通道性能的影响。结果表明:MHD发电通道能够有效减小出口气流速度,降低总温,并提取出能量,但由于电磁作用的不可逆效应以及焦耳热的产生总压有所损失。磁场强度B、电导率σ的大小,反映了通道内电磁作用强度。适度扩张型通道能够抑制出口气流速度、静温和总温,并增强电磁作用效果。要使通道出口速度减小,总温和总压降低,能量提取率增加,可以增大磁场强度B或电导率σ;反之则反向调节。     

磁流体发电技术

本文给出磁流体发电的基本原理,分析研究了高温等离子和低温液态金属磁流体发电的特点,最后介绍了磁流体发电技术的推广应用.     

圆管内液态金属磁流体的一种迭代数值模拟法

聚变发电反应堆液态包层概念设计中,液态金属由于较好的热传导性、良好的中子性能和在线提氚等优势常作为氚增殖剂和冷却剂应用于包层中.然而液态金属在磁约束强磁场环境下流动引起的磁流体动力学(MHD)效应,直接影响着包层热效率和热工水力设计的可行性.文章通过一种迭代数值模拟方法对包层中液态金属磁流体建立数学模型,用有限差分迭代...     

金属超微粉磁流体研制及其稳定性分析

利用“双电层结构”解释了磁流体的稳定性，推导出实现磁流体稳定的条件，并简要介绍了Ｆｅ－Ｎｉ金属超微粉磁流体的制备过程。     

磁流体发电小型模拟试验成功

在批林批孔运动推动下,江苏省磁流体发电联合工作组,发扬“一不怕苦,二不怕死”的革命精神,连续奋战八昼夜,在磁流体发电小型模拟试验机组上成功地进行了连续136小时综合发电试验。具体情况如下:     

JS-1磁流体发电装置的燃烧室

本文叙述了JS—1小型磁流体发电装置中热壁型燃烧室的结构,以及有关的试验条件,燃烧器利用空气作雾化介质。使用轻柴油作燃料,1520～1770°K高温预热空气作氧化剂。主燃烧室散热损失<3％,燃烧效率达到接近完善的程度。进入磁流体发电机之前,相应的燃气温度为2570～2700°K。文中还列出了有关燃气温度、燃气成分分析、散热损失等方面的部份测量数据。     

磁流体发电种子还原特性的研究

煤还原法再生磁流体发电种子是在高温下用煤作还原剂还原硫酸钾成硫化钾,浸取液经碳化后得到碳酸钾。掌握硫酸钾还原特性和条件是实施煤还原法的技术关键,模拟台架试验的目的是为863计划磁流体发电中试电厂的工程设计提供数据。 1还原反应和试验装置高温下,硫酸钾和煤的还原反应以K_2SO_4+4CO=K_2S+4CO_2~气固反应为主,还原过程的速度将受碳的气化CO_2+C=2CO反应速度的控制。为有利还原反应的进行,除应有较高的反应温度外,还应维持较高的料层厚     

磁流体发电电离添加剂的回收技术

本文概述了国外磁流体发电低温种子回收的试验研究;介绍了南京工学JS—1模拟机组上“啧杯吸收器—双孔径泡沫塔—文氏管”溶液洗涤回收种子的流程设备、操作条件和所达到的净化指标。也介绍了正在进行的湿式电收尘试验的概况;同时指出了K_2CO_3—KHCO_3—K_2SO_4—H_2O四元系统溶度图在湿法回收中的实际应用。     

液态金属粘滞性的研究进展

粘滞性是液态金属的重要物性之一,研究液态金属粘滞性不仅对揭示粘滞性的物理机制具有理论意义,而且对材料制备具有重要的实际意义.目前国内外许多学者致力于这一研究领域并已取得了一定进展.列举了测量液态金属粘度的实验方法,讨论了影响粘度测量准确性的几个因素,阐述了粘度与液态金属结构及其它几种物性的关系,并介绍了计算机模拟技术中的蒙特卡罗(MonteCarlo)方法和分子动力学(MolecularDynamics)方法在研究液态金属粘滞性方面的应用.     

燃煤磁流体发电研究的现状与前景

扼要介绍了开展燃煤磁流体发电研究的各主要国家的研究现状,和燃煤磁流体发电装置的各主要部件研究的进展。根据已经取得的研究结果,对这项技术的实用化进程,提出了展望。     

磁流体发电中高温火焰的温度测量

本文介绍了为磁流体发电机高温火焰的温度测量而研制的火焰温度测量装置。描述了其基本测量原理、装置结构、使用方法、测量结果并给出了误差分析。最后指出了存在的一些问题。