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本篇文章给大家谈谈超导磁流体,以及超导磁流体发电机对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏佰雅经济喔。
现代舰舶的螺旋桨自19世纪初问世以来,通过不断的技术改进与蒸汽动力一起,推动了人类航海技术的巨大跨越。毫无疑问螺旋桨和蒸汽机一样,是200多年前第一次工业革命的典型代表。
但时过境迁,今天无论在陆地还是大洋上,冒着浓浓黑烟的蒸汽机早就不见了踪迹,可大大小小的船艇上螺旋桨为什么还在隆隆的旋转呢?
人类进入电器时代已超过100年了,没有车轮的磁悬浮列车不断刷新着陆地车辆的速度纪录。在水中,为什么不能同样使用电与磁的神奇力量,替代庞大而笨重的机械转动推进舰船呢?
设计师将目光聚焦到了“磁流体推进”技术。所谓磁流体推进是对一个贯通海水的通道加上磁场,使导电的海水产生电磁力而在通道内流动,并以反作用力推动舰船前进。而采用超导磁体作为磁场来源,则称“超导磁流体推进”。
磁流体推进器由磁体、电极和通道3部分构成,其推进过程可以借助物理学中的“磁场推动通电导线”这一现象解释。将金属直导线放入磁场中,当导线通电时,磁场就会对通电导线施加一个侧向力而使导线发生移动,力的方向为右手拇指所指方向。若将金属导线视替换为带电的海水,则海水就会像导线一样向拇指方向运动。通过调节电流大小,还可以控制海水的流度;改变电极正负则可以改变海水流动的方向。
20世纪末以来,船舶磁流体的推进研究逐步向实用化阶段迈进。日本建造的“大和”1号试验船是世界上第一艘无螺旋桨推进船。美俄等国也在磁流体推进方面做了大量的试验研究。俄海军曾被披露计划将磁流体推进运用于核潜艇。
与传统推进器相比,磁流体推进装置没有转动机构,可以使船舶几乎在完全安静的状态下航行,从而大大改善了航海人员的生活、工作环境,并可极大的增加军用舰艇隐蔽性。
由于克服了转动机械的功率限制,不会像螺旋桨那样在高速旋转时产生空泡,磁流体推进还可以大幅提高输出功率,为制造超高速舰船创造条件。
此外,磁流体推进器各个部件,如发电机、推进器、辅控设备等,相互之间没有“刚性连接”,可集中安装也可分散于任何舱室之中,可增加舱室布置的灵活性。
虽然有突出的优势,但目前超导磁流体推进器在实用化方面还存在着一些亟待解决的问题。主要是系统轻量化、小型化问题,高性能电极材料技术以及磁流体漏磁问题等。
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超导磁流体推进装置是根据电磁原理设计的。在潜艇上安装电磁铁,通电后,海水中就会有磁力线,同时产生方向与磁力垂直的电流,在磁场和电流相互作用下,由于潜艇与海水之间产生大小相等方向相反的反作用力,潜艇将获得向前运动的推力,推力的大小与磁场强度和电流大小的乘积成正比。磁流体推进技术已在一些国家获得应用,但目前它的磁场还不能满足潜艇的要求。而超导技术正是解决这一问题的关键。
动力:“超导磁流体推进”作为一个非常复杂的课题,它由几个部分构成:A.蓄电池舱:作为备用能源,磁流体推进器仍须装备一定数量的蓄电池,该舱靠近艇的中部指挥舱下层空间。B.核反应堆舱:要求输出功率高,安静性能好,持久力长的特点。使用热离子反应堆,它能转换电能,简化舱内结构,热离子反应堆不会产生高温、高压、而且节约材料和能源。C.发电机舱:该舱设置在核反应堆舱之后。装2台给磁流体推进器供电的主发电机和2台供设备及照明用的辅助发电机;在机舱后部设有消音器、甲板下设燃料油、润滑油箱、冷却海水泵以及压载水舱。D.操控舱与磁流体推进器舱:操控舱内主要装有液氦制冷装置,推进器的直接或备用操纵装置,测量仪表台、柜等。在磁流体推进器舱内,安装1台六连环直流螺旋型超导磁流体推进器。磁流体通道前后端分别设有海水吸入导流管和喷出导流管,吸入口呈卵圆形在艇体外壳上“开凿”,喷管出口则穿出艇尾壳体。它的运行原理是:在强大的电磁力作用下,海水旋转着向后高速运动,再经出口导流器变为平行水流后通过喷口向艇尾喷射,推动潜艇前进。由于数个螺旋型磁流体推进器相互之间是独立的,因此任意改变其中某几个推进器的推力大小,即可改变潜艇航行状态、实现左转、右转、上浮、下沉等运动姿态。
1、超导磁流体推进器用吸入导流管和喷出导流管替代螺旋桨。在强大的电磁作用下,海水高速进入吸入导流管,经加速后由喷出导流管射出,推动潜艇前进。没有螺旋桨拍打水流,轴承、齿轮系统的减化减少摩擦,这些都使潜艇航行时的噪音降至极低,几乎实现“零噪音”。由于磁流体推进技术取代了传统的螺旋浆推动,超导潜艇的噪声显著降低,普通的反潜声纳对它束手无策,这将大大提高潜艇的隐蔽性和生存能力。
2、这种潜艇可以潜得更深,且极为灵活,可在水下“跳舞”。其艇身外壳由新型高强度塑钢制成,抗压力是普通潜艇的3倍。一艘超导磁流体潜艇将配备6个以上的磁流体推进器,它们相互之间是独立的,任意改变其中某几个推进器的电流方向和强度,即可改变潜艇的航行状态,实现快速左转、右转、上浮和下沉,比传统潜艇灵活得多。
3、超导磁流体推进器的磁体、电极都是相对静止的固定装置,可以通过增强电压提供超大输出功率,从而提高潜艇的航行速度。独特的推进原理和极高的能量利用率将使潜艇具有更好的动力性能。
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关于超导磁流体和超导磁流体发电机的介绍到此就结束了,不知道你从中找到你需要的信息了吗 ?如果你还想了解更多这方面的信息,记得收藏关注佰雅经济。
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