книги из ГПНТБ / Бальчитис А.А. Емкостная подобласть индукционных процессов преобразования потоков энергии

тели, главным образом, конвекционные. Емкостные индукционные преобра­ зователи менее исследованы. Кроме небольшого числа экспериментальных исследований и патентных материалов, лишь в единичных работах, на базе рассмотрения условий симметричности уравнений Максвелла, делается попытка обоснования емкостного индукционного метода, как метода дуальноинверсного индуктивному.

Цель настоящей работы — исследование и теоретическое обобщение ем­ костной подобласти процессов индукционного преобразования потоков энер­ гии без принципиального различения емкостных преобразователей по харак­ теру рабочего тела (твердое тело, жидкость или газ).

В однофазном индукционном пресбразоватехе режим емкостного пре­ образования достигается переходом к слсбспроЕодящим рабочим телам и использованием не магнитных, а электрических полей возбуждения. В пре­ образователях с бегущими полями-заменей бегущего магнитного поля и индуктивной связи с внешней цепью —электрическим бегущим полем с ис­ пользованием емкостной связи.

Теория емкостных индукционных преобразователей, очевидно, должна стать составной частью общей теории электромеханических и электродинами­ ческих преобразователей, до настоящего времени развивающейся явно „одно­ боко" — в сторону анализа лишь индуктивной подобласти процессов индук­ ционного преобразования потоков энергии.

5

при малой электропроводности рабочего тела отвечает не традиционный ин­ дуктивный, а емкостной индукционный метод преобразования потоков энергии.

Принцип действия преобразователей определенного класса основан на общих для этого класса фундаментальных физических явлениях, но не зави­ сит от мощности. Следовательно, возможен общий подход к исследованию большого числа аналогичных преобразователей независимо от области их применения.

Рассматриваемые емкостные индукционные преобразователи могут быть использованы не только в качестве первичных измерительных, но также в энергетических установках для прямого (безмашинного) преобразования по­ токов энергии.

Выражаю глубокую признательность профессорам, коллегам и друзьям из различных вузов и научных центров страны, высказавшим при просмотре рукописи р я д ценных замечаний.

Приношу благодарность кандидату техн. наук, доценту Е. Микште и всем коллегам по кафедре теоретической электротехники Каунасского по­ литехнического института, проявившим интерес к работе и принявшим учас­ тие в ее обсуждении, а также рецензентам доктору техн. наук, профессору П. Кемешису и доктору физ.-мат. наук, профессору В. К. Шугурову .

Каунас

ципах. ..

Maxwell J . С , On the Mathematical Classification of Physical Quantities, 1871 [Русский перевод в сб.: Максвелл Д ж . К. Статьи и речи. М., „Наука", 1968, стр. 38].

В В Е Д Е Н И Е

Измерение расхода жидкости является необходимым во многих произ­ водственных процессах. Наилучшим из современных методов измерения д л я электропроводящих жидкостей является электромагнитный метод из­ мерения расхода. Однако измерение скорости движения или расхода жид ­ кости электромагнитным методом с использованием постоянных магнитных полей теоретически возможно при электропроводимости до 10~6 о ж - 1 • м-1.

С уменьшением электропроводимости среды резко увеличивается влия ­ ние помех, уровень которых может превысить уровень измеряемого сигнала. Практически нижний предел электропроводности дл я наиболее чувствитель­ ных расходомеров снижается до Ю - 5 ом-1 • м-1.

Проблема разработки эффективных электромеханических преобразова­ телей прямого (безмашинного )преобразования потоков энергии, способных работать со слабопроводящим рабочим телом, существует также в энерге­ тике.

Постоянно возрастающее 'производство электроэнергии (выработка электроэнергии приблизительно удваивается за десятилетие) ставит задачу совершенствования используемых и поиска новых, более эффективных мето­ дов преобразования и передачи потоков энергии, „ ... дальнейшее совершенс­ твование методов преобразования энергии. . . ' п — одна из основных задач, решение которой предусматривается Директивами X X I V съезда КПСС по пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР на 1971—1975 годы.

В качестве перспективных в настоящее время рассматриваются комби­ нированные установки с МГД-генераторами. Однако отсутствие генераторов прямого преобразования, способных работать в интервале низких темпера­ тур, т.е. со слабэпроводящим рабочим телом (неионизированными газами - про­ дуктами сгорания органического топлива), вынуждает в оконечной части таких схем оставлять стандартное паротурбинное оборудование. Общий рас­ четный кпд такой энергоустановки достигает только 5 0 - 5 5 % .

Вэлектромагнитном, например, МГД-преобразователе могут быть

использованы не постоянные, а переменные во времени магнитные поля воз-

1 Директивы X X I V съззда КПСС по пятилетнему плану развития народного хозяйст ­ ва СССР на 1971-1975 годы. М., Политиздат, 1972, стр. 14.

8

Суждения1 . При этом поля £ и Я в рабочем объеме преобразователя не только переменны, но и ортогональны пространственно и по фазе. Однако в электро­ магнитном преобразователе используется проводящее рабочее т е л о . Приме­ нение сильных пгремгнных магнитных полей вызывает резко выраженные

и соответственно температура на выходе из рабочего канала не ниже 2300°А'.

9