[发明专利]一种水冷电极磁流体发电通道装置

说明书

本发明涉及一种水冷电极磁流体发电通道装置，主要由电极、通道、侧板、端部、绝缘块、连接件、平台组成。通道为长方体形空心结构，两端开口，在通道侧壁设置有与电极相匹配的电极通孔，电极通孔相对通道对称设置；通道由高温结构陶瓷材料制成；电极成对分别位于通道两侧，侧板位于端部和电极所在的通道两侧，电极穿过侧板，在通道两侧的绝缘块的外侧；平台由绝缘材料制成，位于电极、侧板、端部、绝缘块、磁极的下侧。该装置提高了通道寿命，实现了长时间开展磁流体发电实验研究；电极单独通过冷却水进行冷却，提高了电极的冷却效果。

技术领域

本发明属于磁流体动力技术领域，具体涉及一种水冷电极磁流体发电通道装置。

背景技术

磁流体发电技术就是用燃料直接加热成易于电离的气体，使之在2000℃的高温下电离成导电的离子流，然后让其在磁场中高速流动时，切割磁力线，产生感应电动势，即由热能直接转换成电能，由于无需经过机械转换环节，所以称之为直接发电，其燃料利用率得到显著提高。

导电流体在通道中横越磁场流过时，由于电磁感应而在垂直于磁场和流速的方向上感生出一个电场，如把导电流体与外负载相接，导电流体中的能量就可直接转换成电能，向外输出，省去普通发电机组中某些能量转换的中间过程，在这种发电装置中主要部件是发电通道、电极和磁场。

磁流体发电无需运动部件，结构紧凑，起动迅速，环境污染小，可以直接从导电流体中进行能量提取。它的基本原理是法拉第电磁感应定律，即导电流体在通道中切割磁感线产生感应电动势，对电能进行提取并输出。磁流体发电在高超声速飞行器机载供电技术领域具有广阔的应用前景，进行相关的地面试验研究具有重要意义。

磁流体发电通道是磁流体发电的核心机构，其中的热电磁转换过程就发生在该机构内。在不同的应用领域，磁流体发电通道的结构与运行原理也不尽相同，目前，针对磁流体发电通道的研制工作主要集中在结构简单、原理清晰、效率较高的直线型磁流体通道。根据原理的不同，直线型磁流体发电通道又分为连续电极型、分段法拉第型、霍尔型和对角线型。分段法拉第型磁流体发电通道由于原理清晰、结构简单、稳定性好，被广泛应用到霍尔参数和通道尺寸都比较小的磁流体发电系统中。

开展磁流体发电实验研究首先要产生导电流体，对于空气，在2000K才开始微弱电离，在4000K以上才能产生满足开展磁流体发电实验的导电流体。开展磁流体技术实验时，通常采用向高温燃气中注入电离种子的方式来获得磁流体发电工质。这种情况下，流经发电通道的流体温度一般在2000K以上，在高温条件下长时间稳定工作成为了磁流体发电通道设计的主要技术难题，高温会给发电通道带来诸如壁面烧蚀，电极表面氧化，通道热变形等问题。

目前，磁流体发电装置经常采用热沉式结构，该方式虽然可以降低发电通道的设计要求，但是由于高温气流的烧蚀，该类装置的通道工作寿命较短。

发明内容

为了克服磁流体发电装置中通道工作寿命短的不足，本发明提出了一种水冷电极磁流体发电通道装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种水冷电极磁流体发电通道装置主要由电极、通道、侧板、端部、绝缘块、连接件、平台组成。

所述通道为长方体形空心结构，两端开口，在通道侧壁设置有与所述电极相匹配的电极通孔，所述电极通孔相对所述通道对称设置；所述通道穿过所述端部，与所述端部配合相接；所述通道由高温结构陶瓷材料制成；所述电极成对分别位于所述通道两侧。

所述侧板位于所述端部和所述电极所在的通道两侧，所述电极穿过所述侧板，在所述通道两侧的所述绝缘块的外侧。所述连接件通过所述端部使两侧板、端部固定连接。所述侧板位于所述平台上；侧板的两端分别设有4个螺杆孔，用于固定侧板和端部，侧板的螺杆孔与端部的螺杆孔相对应。

所述绝缘块由绝缘材料制成，相对所述通道对称放置，位于所述电极所在的通道的两侧，且位于通道同一侧的所述电极之间，所述绝缘块在通道和侧板之间。