Полученные результаты и их обсуждение

В таблице 6.2 приведены результаты шести опытов

При этом использованы следующие обозначения: J_ss – ток короткого замыкания, V_obs – экспериментальное значение э.д.с. холостого хода, P_max=J­_ssV – максимальная мощность, σ_0th – проводимость продуктов сгорания, рассчитанная при энергии сродства ОН к электронам 2,65 эв, R_i – внутреннее сопротивление генератора и R˝ – сопротивление утечки тока через боковые изолирующие стенки канала.

Таблица 6.2

Результаты испытаний МГД-генератора

Дата	4.03. 1960	25.03. 1960	14.04. 1960	6.05. 1960	26.05. 1960	29.06. 1960

u₀Bd, B59,994125132,5141120

Vobs, В	27	43	48	101	100	75
Iss, А	214	360	450	340	400	244

P_max , Вт1500380061009400104004650

(Pmax/bdL)∙10-6, Вт/м2	0,72	1,35	2,93	4,52	5,00	2,24

J_ss(первой секции), А——132122143101

R_i (первой секции),Ом——0,9251,060,9651,158σ₀, мо/м——242123,119,1

σ0th, мо/м	—	—	37	25,4	35,5	22,5
R˝, Ом	—	—	0,18	1,35	0,91	0,86

Мощность равна сумме мощностей, генерируемых в трех секциях генератора, а ток равен сумме токов. Значение напряжения соответствует среднему значению, определенному по напряжениям на трех секциях при одинаковых нагрузках.

Изменение генерируемой мощности от одного испытания к другому связано с изменением скорости течения, температуры газа и сопротивления утечек по стенкам канала. Максимальное значение генерируемой мощности составляло 10,4 кВт.

В тех случаях, когда ток короткого замыкания J_ss не измерялся непосредственно, он определялся экстарполированием вольтамперной характеристики на нулевое напряжение. Если бы существовали утечки тока через боковые изолирующие стенки, то кажущееся теоретическое значение напряжения при разомкнутой цепи V˝ было бы меньше величины V. При этом сопротивление утечки можно было бы рассматривать как часть общего сопротивления нагрузки R. Чтобы определить, как сильно влияет сопротивление утечки на разность между V и V˝, можно рассмотреть генератор длиной L с внешним сопротивлением Ŕ и сопротивлением утечки R˝. Пусть J́ и J˝ – токи через соответствующие сопротивления. Тогда

(6.1)

Ток J́ – это ток, который обычно измеряется в цепи присоединенной нагрузки. Кажущееся напряжение при разомкнутой цепи определяется условиями J́=0 и J=J˝ и R=R˝.При этом можно ввести некоторую постоянную с˝₂, которая связана с отношением сопротивлений R_i/R˝ следующим соотношением:

(6.2)

а отношение определяется выражением

, (6.3)

Далее, с˝₂ можно исключить из уравнений (6.2) и (6.3):

(6.4)

Следовательно, если R˝=2R_i, то V˝ составляет только 2/3V˝. Результаты испытания, проведенного 19.04.1960 г., позволяют получить определенную информацию о δV и R˝ при использовании боковых стенок из окиси циркония. К зажимам генератора присоединялась батарея, а магнитное поле выключалось. Опыт проводился при сжигании топлива без калия; газообразные продукты сгорания, вероятно, в этом случае были непроводящими или, по крайней мере, очень слабо проводящими.

Можно провести сравнение экспериментальной и теоретической генерируемой мощности. Так как расчет теоретической мощности в некотором диапазоне нагрузок является довольно сложным процессом, то он был проделан только для опыта 6.05.1960 г. Статическое давление на выходе предполагалось постоянным и равным 1 атм, а массовый поток, полная температура на выходе и состав газа были взяты равными тем значениям, которыми этот опыт характеризовался ранее.

Расхождение теории с экспериментом, вероятно, в значительной степени можно объяснить токами утечки. Другими влияющими факторами являются: трение о стенки, которое обусловливает уменьшение скорости течений до значений, меньших теоретических значений скорости, вычисленных без учета трения, и падение температуры, обусловленное либо тепловыми потерями, либо неполнотой сгорания.