Магнитогидродинамические насосы

В ряде современных технологий требуется транспортировка или перекачка проводящих жидкостей или жидких металлов. В качестве проводящих жидкостей могут использоваться электролиты, щелочи, кислоты и т. д. В качестве жидких металлов — натрий, калий, натрий-калий, цветные металлы в расплаве, расплавленная сталь и т. д. Проводящие жидкости или жидкие металлы в первом приближении могут рассматриваться как некий проводящий вторичный элемент. Жидкометаллические насосы используются для транспортировки жидких металлов (Na, Ка) в первичном теплообменном контуре ядерных реакторов, для транспортировки металлов при непрерывной разливке (стали, цветных металлов).

Магнитогидродинамический насос (МГД-насос), электромагнитный насос, машина для подачи жидкости, являющейся проводником электричества (например, жидких металлов). МГД - насосы подразделяются на индукционные насосы и кондукционные насосы

Индукционный насос (ИН) магнитогидродинамический насос (МГД-насос), подающий электропроводящую жидкость с помощью электромагнитной силы, которая возникает от взаимодействия магнитного поля индуктора с полем электрического тока, индуктируемого в проходящей через насос среде. ИН подают жидкие щелочные металлы при температурах до 800—1000 °С и выше. Каналы ИН обычно изготовляют из нержавеющей стали. По принципу действия ИН аналогичен асинхронному электродвигателю, в котором обмотку ротора заменяет жидкий проводник.

В зависимости от конструкции ИН подразделяют на спиральные (СИН) и линейные. Последние бывают с плоским (прямоугольного сечения) каналом, обозначаемые сокращённо ПЛИН, и с цилиндрическим (кольцевого поперечного сечения) каналом, называемые ЦЛИН или КЛИН. Если каналу и индуктору, изображенным на рис.18.12, придать кольцевую форму, то получится схема ЦЛИН. ИН спирального типа отличаются от ЦЛИН главным образом расположением обмотки индуктора (её витки повёрнуты в горизонтальной плоскости на 90°) и наличием в кольцевом канале винтообразной (спиральной) перегородки. Благодаря этому вращающееся магнитное поле индуктора сообщает жидкости поступательное движение вдоль главной оси. ИН работают на трёхфазном переменном токе, имеют кпд порядка 0,2 (СИН) и 0,5 (большие ЦЛИН). ИН применяют для подачи жидких металлов в ядерной энергетике, металлургии и др. областях техники.

Рис.18.12. Схема плоского индукционного насоса ПЛИН: 1 — индуктор; 2 — магнитопровод; 3 — обмотка индуктора; 4 — канал; 5 — жидкий металл.

Кондукционный насос (КН), разновидность магнитогидродинамических насосов (МГД-насосов), которые подают жидкость в результате воздействия на неё электромагнитной силы, возникающей за счёт взаимодействия магнитного поля, создаваемого магнитной системой насоса, с электрическим током, проходящим через находящуюся в нём жидкость. Кондукционные насосы работают на постоянном и переменном токе. Действие КН постоянного тока подобно действию электродвигателя постоянного тока, в котором обмотка ротора заменена электропроводящей средой. Направление движения жидкости в канале насоса определяется правилом левой руки
Действие КН переменного тока аналогично действию КН постоянного тока. В этом случае направление тока будет изменяться в соответствии с изменением силовых линий магнитного поля, создаваемого электромагнитной системой насоса. Часто эти насосы объединяют с трансформатором в одно устройство, называемое насосом-трансформатором. КН применяются в промышленности для подачи различных электропроводных жидкостей, в частности при транспортировке и разливке расплавленных металлов.

18.13. Схема кондукционного насоса постоянного тока: 1 и 4 — электромагниты; 2 — токоподводящая шина; 3 — канал для перемещения жидкости; I — электрический ток.