ВВЕДЕНИЕ 3
1 Обзор публикаций по МГД-насосам 5
1.1 Устройство и принцип действия индукционного МГД-насоса 5
1.2 Конструкции индукционных МГД насосов 7
1.3 Кондукционный МГД-насос 10
1.4 Перекачиваемый металл - магний и его сплавы 12
1.5 Принцип применения МГД-насосов для перекачки жидкого магния 15
1.6 Особенности использования МГД-насосов для перекачки магния 16
1.7 Обзор используемых в современной металлургии индукционных МГД-
насосов для перекачки жидкого магния 18
2 Расчет физических процессов в МГД-насосах 25
2.1 Выбор конструкции и постановка задач 25
2.2 Расчет электромагнитных характеристик по инженерной методике 26
2.3. Тепловой и вентиляционный расчет 34
3. Рекомендации по проектированию опытного образца 36
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 39
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 40
Магнитная гидродинамика изучает явления при движении электропроводящих газов и жидкостей в магнитном поле. В металлургии электропроводными жидкостями являются жидкие металлы и их сплавы. Воздействуя на жидкие металлы магнитным полем (пульсирующим, вращающимся, бегущим) можно осуществить ряд технологических операций необходимых в металлургических процессах. Устройства, принцип действия которых основан на взаимодействии жидких металлов с магнитным полем, называют магнитогидродинамическими (МГД - устройства), а технологии с МГД - устройствами называют МГД - технологиями.
Транспортирование жидкого металла является непременным звеном технологических процессов в металлургическом и литейном производстве. В то же время эти операции наиболее трудно поддаются механизации и автоматизации и связаны со значительной затратой тяжелого и опасного труда. Усовершенствование этих операций представляет собой одну из актуальнейших задач. Однако эту задачу в большинстве случаев не удается удовлетворительно решить при помощи обычных средств манипулирования с жидким металлом - ковшей, механических стопоров, пневматического давления и т.д. Автоматизация процессов требует более совершенных средств для перемещения жидкого металла и управления его разливкой, т. е. нужна техника, основанная на каком-то новом принципе силового воздействия на расплавленный металл. Новым принципом стало применение МГД устройств для транспортировки жидких металлов. Ведутся постоянные исследования с целью улучшения технических характеристик данных устройств.
Применение магнитогидродинамических устройств в системе транспорта жидких металлов осуществляется достаточно давно. Существенный подъем в данной области наблюдался в период с начала 60-х годов. Это было связано с разработками в области ядерной энергетики. Примерно в то же время началось интенсивное внедрение МГД-техники в металлургию. В частности, получили распространение МГД-насосы и МГД-дроссели в системах транспорта жидкого металла. Часть разработок того времени работают и по сей день.
Принцип действия МГД устройств основан на использовании электромагнитных сил. Это сила, действующая на проводник с током, помещенный в электромагнитное поле. Направление электромагнитной силы определяется правилом левой руки. Область, в которой возбуждаются электромагнитные силы, называется рабочей зоной. Электрический ток может подводиться к жидкому металлу двумя способами: контактным (кондукционным) и бесконтактным (индукционным). По этому признаку МГД устройства делятся на два типа: индукционные и кондукционные
Проведен анализ конструкций МГД-насосов для перекачки жидких металлов. В результате сравнения различных типов индукционных насосов для металлургических целей в большинстве случаев отдают предпочтение индукционным насосам плоского линейного типа. Меньший коэффициент полезного действия таких насосов (по сравнению с цилиндрическими насосами с внутренним магнитным сердечником) полностью окупается простотой конструкции, благоприятными условиями охлаждения индуктора и удобством монтажа и замены огнеупорной трубки.
Расчет выполнен по инженерной методике. В результате расчетов получена приемлемая мощность источника питания, а также представлены рекомендации для проектирования опытного образца МГД-насоса. Полученные результаты, соответствуют техническому заданию.
