社會促進和社會抑制
[拼音]:diancibeng
[英文]:electromagnetic pump
利用磁場力(見洛倫茲力)輸送導電流體的裝置,多用於輸送液態金屬,故又稱液態金屬電磁泵。電磁泵廣泛應用於核能動力、化工、冶金和鑄造等工業部門。電磁泵的工作原理為:流經液態金屬或在其中感應的電流與磁場相互作用,使液態金屬受磁場力作用而產生壓力梯度,從而推動液態金屬運動。
型別
按液態金屬中電流饋給方法,電磁泵可分為兩大類:傳導式和感應式;按電源和結構形式,又可細分為多種型別:
在傳導泵中,電流由外部電源經電極直接傳導給液態金屬。原則上,傳導泵可以採用直流電源(圖1)或交流電源(圖2)。如採用交流電源,流經液態金屬的電流相位必須儘量同磁場的相位一致,以保證有最大的磁場力。實用上,把激磁繞組同"電樞"(液態金屬)串接。
在感應泵中,液態金屬的電流由交變磁場(單相或三相)感應產生。圖3是感應式平面泵的示意圖,圖6是其原理圖。三相感應式電磁泵的工作原理和普通感應電機相似。位於平面或圓柱形鐵芯中的三相繞組(其中的電流見圖6曲線1)產生行波磁場(圖6曲線2是行波磁場的磁感應強度曲線)或旋轉磁場。該磁場在液態金屬中感應出電流(圖6曲線3)。感應電流與磁場相互作用產生磁場力,從而在泵的進出口處產生推動液態金屬運動的壓力差。對直流電磁泵,上述壓差Δp可寫成:
Δp=σQB2L/(4aB),式中σ為被輸送的液態金屬的電導率;Q為體積流量;a為通道半高度;B為通道半寬度;L為通道有效長度;B為磁感應強度。對感應電磁泵,壓差可寫成:
式中Bm為磁感應強度幅值;vs為行波磁場速度;vs=2τf,τ為磁極極距,f為電源頻率;u為流速;
稱為滑差。
上述壓差公式是就最簡單模型匯出的,如計及其他實際因素的影響(通常使壓差變小),要引進相應的修正係數。這些實際因素對直流泵主要是電樞反應(通過液態金屬的電流所感生的磁場引起的合成磁場分佈不均勻),電流漫流(電流在磁場作用區兩側分流引起的電流分佈不均勻),磁極邊緣的氣隙漏磁等;對感應泵則主要是橫向端部效應(液態金屬中感生電流在有限寬度通道內部分或全部地構成迴路所引起)和縱向端部效應(鐵芯有限長度導致磁路開路所引起)等。
由於流體在通道中大都處於高度湍流狀態,一般情況下,流體摩阻可按純流體湍流的經驗公式計算。
用途
電磁泵沒有轉動部件,結構緊湊,運轉可靠,密封性好,特別適用於輸送一些有毒的重金屬(如汞、鉛等)和化學性質活潑的金屬(如鉀、鈉、鉀鈉合金等)。在一些核能反應堆特別是快中子堆中都使用電磁泵。在一些化工廠中,用電磁泵輸送汞,有利於安全生產。在冶煉和鑄造工業中,用電磁泵和電磁流槽可提高產品質量,但由於效率低,應用還不普遍。在聚變反應堆中,需要使用強磁場作用下的大流量電磁泵,其工作條件與目前使用的小流量電磁泵有很大差別。隨著受控熱核反應研究工作的進展,還需要對電磁泵開展相應的研究工作。