автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.01, диссертация на тему:Ограничивающие факторы предельно достижимых характеристик цилиндрического индукционного МГД-насоса

ВВЕДЕНИЕ.

I. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1« Задача оптимального проектирования индукционных МГД-насосов

1.1.1. Целевая функция

1.1.2. Переменные параметры

1.1.3. Система ограничений

1.1.4. Математические методы оптимизации

1.2. Безразмерные критерии и относительные параметры.

1.3. Приближение малой толщины немагнитного зазора.

1.3.1. Уравнения Максвелла и граничные условия

1.3.2. Осреднение по толщине немагнитного зазора.

1.4. Энергетические соотношения

1.5. Концевой эффект в аспекте оптимизации индукционного насоса.

1.5.1. Внутренняя задача в приближении малого немагнитного зазора

1.5.2. Компенсация концевого эффекта

1.5.3. Вариационный подход

1.6. Внутренняя гидравлика в индукционном насосе

1.6.1. Модель струйных течений

1.6.2. Неустойчивость однородного течения

1.6.3. Проектирование больших индукционных насосов .•••.

1.7. Задачи диссертационной работы

2. ПРЗДШЪНО ДОСТИЖИМЫЙ КПД ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО НАСОСА

2.1. Насос ограниченных габаритов.

2.1.1. Модельная задача.

2.1.2. Линии уровня.

2.1.3. Устойчивость к выбору исходных данных

2.2. Насос с ненасыщенным магнитопроводом

2.2.1. Модельная задача.

2.2.2. Численная оптимизация на ЭВМ.

2.2.3. Анализ численных экспериментов

2.3. Ограниченная температура обмотки

2.4. Частота как переменный параметр ••••.•

2.5. Результаты и выводы по главе

3. ЦЕЛЕВАЯ ФУНКЦИЯ В ФОРМЕ ЛИНЕЙНОЙ КОМБИНАЦИИ

КРИТЕРИЕВ КАЧЕСТВА.

3.1. Локальные свойства критериев качества

3.1 Л. Алгоритм вычисления критериев качества и функций, входящих в систему ограничений

3.1.2. Линии уровня.

3.2. Зависимость решения от величины весовых коэффициентов

3.3. Результаты и выводы по главе

4. КОНЦЕВОЙ ЭФФЕКТ В ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ

ИНДУКЦИОННОЙ МАШИНЕ.

4.1. Внутренная задача в приближении малого немагнитного зазора.

4.1.1. Модель с конечным магнитопроводом

4.1.2. Модель с замкнутым магнитопроводом

4.1.3. Численные эксперименты .ПО

4.2. Метод численного расчета интегральных характеристики! 4.2.1. Заданная система напряжений

4.2.2, Перегородки на входе и выходе активной

4.2.3, Переменное зубдовое деление и геометрия паза.

4.2.4, Активные конфузор и диффузор

4.3. Численные эксперименты

4.4. Переходные процессы с учетом концевого эффекта

4.4.1. Математическая модель.

4.4.2. Алгоритм расчета.

4.5. Результаты и выводы по главе

5. ВНУТРЕННЯЯ ГИДРАВЛИКА В ИНДУКЦИОННЫХ НАСОСАХ.

5.1. Метод расчета интегральных характеристик.

5.2. Устойчивость к малым возмущениям.

5.2.1. Устойчивость однородного решения в цилиндрическом насосе

5.2.2. Граница устойчивости для плоского насоса

5.3. Численные эксперименты по расчету характеристик

5.3.1. Лощльные характеристики

5.3.2. Интегральные характеристики

5.4. Модель течения со ступенчатым распределением скорости.

5.4.1. Переходный слой.

5.4.2. Мощности и КПД

5.5. Проектирование электромагнитных насосов большой подачи.

5.5.1. Концепции проектирования.

5.5.2. Оценка достижимого КПД как функции

5.6. Результаты и выводы по главе 5.

Стимулом развития техники индукционных МВД-насосов на начальном этапе их исследования являлись потребности ядерной энергетики. Начиная с 50-х годов в нашей стране и за рубежом построено и используются множество электромагнитных насосов для щелочных металлов. Дальнейшие перспективы развития этой техники связаны со строительством реакторов на быстрых нейтронах, использующих в качестве теплоносителя щелочные металлы, главным образом натрий, циркуляция которого в основных контурах обеспечивается преимущественно механическими, а во вспомогательных контурах - электромагнитными насосами. Проводятся проектно-исследовательские работы по созданию индукционных насосов и для основных контуров атомных электростанций [59].

Постоянно растет также применение МВД-устройств в промышленности. Наиболее широкое и комплексное применение получили устройства для перекачивания и очистки ртути. В настоящее время успешно эксплуатируются крупные цехи по получению ртути высших марок, где все основное технологическое оборудование создано на базе использования индукционных МВД-насосов. Эти насосы используются для технологических операций перемешивания, разливки и подачи на кристаллизаторы олова, свинца, алюминия [ 67 ]„

Применение МВД-устройств во многих отраслях техники выходит из поисковой стадии, намечается круг работ по широкому внедрению в народное хозяйство. В то же время индукционные насосы по-прежнему изготавливаются в единичных экземплярах или небольшими сериями. Почти во всех областях применения им приходится выдерживать острую конкуренцию с механическими насосами.

Индушдаонные насосы имеют ряд преимуществ: возможность полной герметизации конструкции без каких-либо систем уплотнения; отсутствие вращающихся частей и легкость регулирования расхода; удобство и простота обслуживания. В то же время они имеют и ряд недостатков в сравнении с механическими, среди которых на первый план выдвигаются низкие энергетические показатели. Поэтому в условиях расширяющегося применения индукционных насосов в народном хозяйстве возрастает значение оптимального проектирования этих устройств.

Вопросам оптимизации индукционных МГД-насосов посвящено большое количество работ с середины 50-х годов и по наши дни. По мере развития теории расчета и расширяющегося внедрения вычислительной техники менялся и подход к этой проблеме. Так, до середины 60-х годов доминировали аналитические методы решения, которые нынче вытеснены численными методами оптимизации.

Одна из частных проблем оптимального проектирования индукционных насосов - это оценка предельно достижимого КПД в зависимости от системы требований, предъявляемых к конструкции. В диссертационной работе проводится систематическое исследование этой проблемы путем постепенного усложнения системы конструктивных ограничений. Рассмотрен ряд алгоритмов оценки предельного КПД путем решения задач нелинейного программирования на ЭВМ. Приводятся примеры численного исследования окрестности максимума КГЩ в пространстве переменных параметров, устойчивости к изменениям фиксированных параметров. Среди материальных характеристик перекачиваемой среды особо выделяются удельные электропроводность и плотность. По этим характеристикам предельными для электротехники жидких металлов можно считать случаи перекачивания ртути (высокая плотность, низкая удельная электропроводность) и натрия (низкая плотность, высокая удельная электропроводность) .' Приводятся результаты численных экспериментов по определению достижимого КПД для этих металлов в зависимости от требуемой производительности.1

На практике проектирования заказчиком нередко выдвигаются требования не к одному, а одновременно к нескольким критериям качества электромагнитных насосов. В этих случаях оптимальное проектирование заключается в принятии некоторого компромиссного решения. Наиболее простой способ формулировки такой задачи заключается в использовании целевой функции в форме линейной комбинации критериев качества [68]. В диссертационной работе приводятся примеры рациональной формулировки таких задач и численного исследования свойств как частных критериев качества, так и обобщенного критерия.

Особое место в связи с проблемой оптимального проектирования индукционных насосов занимает продольный (концевой) эфн-фект. Долгое время исследование этого краевого эффекта проводилось независимо от задач оптимизации. Большинство работ по оптимизации сводило учет продольного эффекта к введению так называемого "коэффициента продольного эффекта" (или постоянного, или зависящего от числа пар полюсов), проявлякщегося в увеличении токовой нагрузки по сравнению с формуляром методики расчета "идеального" насоса. Исследователи же продольного эффекта в качестве результатов предлагали различные способы "компенсации". В диссертационной работе проведен анализ некоторых одномерных моделей концевого эффекта в аспекте их применимости для задач оптимального проектирования.

Одна из наиболее интенсивно развивакщихся ветвей теории индукционных насосов связана с учетом внутренней гидравлики.

В диссертационной работе рассмотрен ряд вопросов внутренней гидравлики в аспекте расчета энергетических характеристик. Изучается одномерная турбулентная модель [39,40]» Рассмотрены вопросы устойчивости однородного профиля скорости и аналогичные вопросы в плоском насосе. Изучаются возможности построения инженерной методики с помощью моделей составного насоса. Анализируются алгоритмы проектирования больших индукционных насосов с учетом различных критериев устойчивости.

В результате проведенных в диссертационной работе исследований на защиту выносятся следукпдае научные положения:

1. Учитываемые ограничивающие факторы (материальные, конструктивные, связанные с условиями эксплуатации) при определенной степени идеализации математической модели индукционного насоса определяют размерность задачи и точность получаемых результатов.

2. При введении частоты питания среди оптимизируемых параметров для оценки достижимого КПД следует вводить массогаба-ритные ограничения. В противном случае достижимый КПД монотонно растет с уменьшением частоты.

3. Если целевая функция проектирования индукционных насосов представлена в форме линейной комбинации частных критериев качества, то подбором весовых коэффициентов можно добиться заметного улучшения одних частных критериев при незначительном ухудшении других.

4. При численном решении одномерной модели концевого эффекта достигается возможность активного воздействия на конструкцию - с помощью единого алгоритма расчета проверить основные известные способы компенсации и их влияние на энергетические характеристики.

5. При расчете переходных процессов в индукционном насосе для режимов симметричного питания концевой эффект не вносит существенных поправок по сравнению с решением нестационарных уравнений идеального насоса. Учет концевого эффекта становится существенным для определения характеристик несимметричных переходных процессов.

6. Рассмотренный метод определения энергетических характеристик на основе одномерной турбулентной модели внутренней гидравлики качественно правильно описывает имеющиеся экспериментальные материалы по течениям в больших цилиндрических и плоских индукционных насосах.

7. Учет электропроводящих стенок и перестроения профиля скорости по длине жидкометаллического канала увеличивает устойчивость однородного течения.

8. Наличие обратных течений для больших значений магнитного числа Рейнольдса при определенных условиях приводит к значительному ухудшению предельных интегральных характеристик.

I. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Задача оптимального проектирования индукционных МГД-насосов

Задача оптимального проектирования индукционной МГД-машины при заданных рабочих параметрах заключается в определении ее размеров и режима работы, обеспечиваадих минимальную стоимость, включающую расходы на изготовление и эксплуатацию машины [64]. Все же в настоящее время в начальных стадиях проектирования обычно трудно определить все составляющие стоимости (в первую очередь это связано с отсутствием широкого опыта по проектированию и эксплуатации индукционных МЩ-машин). Хотя в последнем десятилетии появились отдельные работы по экономическим показателям МГД-ус-тройств [ 7,59,81,82 ] для возможности обобщенной постановки требуются дальнейшие исследования.

1.1.1. Целевая функция

Ввиду указанных причин обычно рассматриваются вопросы проектирования на частные оптимуиы. Подавляющее большинство исследований посвящено проектированию насоса на максимум КПД. Действительно, если основную часть стоимости составляют эксплуатационные расходы, то КПД среди других критериев качества выдвигается на первый план [81]. Следуя обзорной работе [54], отметим также другие встречающиеся частные критерии - массу стали индукторов [80], массу активных материалов [1,24,73], развиваемое насосом давление [28,91], расход [91], механическую мощность [91], реактивную мощность [бб], коэффициент мощности [66], магнитодвижущую силу обмотки [63,90,91,108], первичный ток [91] .

Имеются также попытки построения обобщающих критериев. Один из таких способов - составление критерия качества в виде дроби, числитель которой желательно иметь побольше, а знаменатель - поменьше [66,90]. Как отмечено в работе [54], такой подход обоснован только в том случае, если недостаток в одном показателе может быть скомпенсирован за счет другого. В остальных случаях получается неправильная оценка относительной значимости знаменателя и числителя.

Более обоснованным можно считать предложение образования обобщающего критерия методом взвешенных сумм [69]. На практике проектирования часто требуется принять решение, доставляющее экстремум не одному, а сразу нескольким, зачастую противоречивым критериям качества , ь= 1,2, . , Ч . При этом следует стремиться к компромиссному решению, не доставляющему экстремум ни одному , но являющемуся приемлемым для всей совокупности параметров. Один из способов принятия такого компромиссного решения - это минимизация линейной комбинации частных критериев качества п,

Ф = Г ф Ф£ - пин/ (1.1)

1 = л где ^ - весовые коэффициенты. Пример постановки такой задачи представлен в работе [69].

Конечно, линейная комбинация не единственный способ образования обобщающего критерия, и по мере развития исследований по стоимости изготовления и эксплуатации могут быть предложены более совершенные функциональные зависимости.

Выводы по результатам проведенных исследований были сделаны в конце каждой главы. Приведем основные итоги проделанной работы,

1. Разработана методика определения максимально достижимого КПД цилиндрических индукционных насосов. В зависимости от вида и числа учитываемых ограничивающих факторов (массогабаритные, на допустимую индукцию магнитного поля в магнитопроводе, допустимую температуру в обмотке, фиксированная или варьируемая частота питания) дается рациональная формулировка соответствующих задач нелинейного программирования, решаемых численно на ЭВМ. Показано, что для рационального включения частоты питания во множество переменных параметров, необходим учет массогабаритных ограничений.

2. Показано, что в случае необходимости оптимизации комплекса частных критериев качества хорошие результаты дает представление целевой функции в форме линейной комбинации этих критериев. Задача минимизации обобщенной целевой функции устойчива к изменениям весовых коэффициентов. При решении задачи оптимального проектирования индукционного насоса изменениями весовых коэффициентов можно добиться значительного улучшения одних частных критериев при сохранении других на достаточно высоком уровне.

3. Разработан численный метод расчета конструкции с учетом концевого эффекта, позволяющий одним алгоритмом учесть такие методы компенсации, как нестандартное расположение обмоточных проводов, переменные по длине насоса зубцовое деление и число витков в пазу, перегородки в жидкометаллическом канале под индуктором или вне его, наличие активных конфузора и диффузора. Показано, что указанные конструктивные изменения позволяют в процессе проектирования осуществлять обратную связь на конструкцию - управлять сдвигом фаз между вторичным током и результирующей индукцией, препятствовать выносу вихрей тока из активной зоны, уменьшать джоулевы потери в зонах малой или отрицательной плотности пондеромоторной силы. Экспериментально подтверждена положительная роль активных переходников при проектировании электрически коротких индукционных насосов. 4. Разработана методика определения характеристик индукционного насоса с учетом внутренней шдравлшш в приближении модели струйных течений. Доказано, что предложенная методика качественно правильно описывает имеющийся экспериментальный материал по течениям в больших цилиндрических и плоских насосах. Для упрощенных инженерных расчетов предложена модель составного насоса с различной шириной зон прямых и обратных течений. Проведенный анализ различных концепций проектирования больших электромагнитных насосов показал, что вопрос о достижимых характеристиках остается откритым - его решение связано с дальнейшими теоретическими и экспериментальными исследованиями как неоднородных течений, так и конструктивных способов стабилизации течения при больших магнитных числах Рейнольдса.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Андреев A.M., Глухих В.А, Выбор оптимальных соотношений в индукционных насосах для перекачивания жидких металлов.- МГ, 1968, № 2, с.134-140.

2. Андреев A.M. и др. Исследование продольного краевого эффекта на модели цилиндрического индукционного насоса.- МГ, 1969,3, с.97-100.

3. Андреев A.M. и др. Электромагнитные насосы для основных контуров реакторов на быстрых нейтронах. Препринт А-0340. Л., НИИЭФА, 1977.

4. Андреев A.M. и др. Результаты экспериментального исследования цилиндрического линейного индукционного насоса ЦЛИН-5/700. Препринт А-0345, Л., НИИЭФА, 1977.

5. Андреев A.M. и др. Экспериментальное исследование пускового режима индукционного насоса в жидкометаллическом контуре. -МГ, 1981, J6 4, с.101-104.

6. Андреев A.M. и др. К выбору конструктивных схем электромагнитных насосов для АЭС с быстрыми нейтронами.- МГ, 1982, № I, с.101-105.

7. Аснович Э.З. и др. О создании высокотемпературных индукционных насосов большой подачи.- МГ, 1976, Je 2, с.71-78.

8. Баранов Г.А., Глухих В.А., Кириллов И.Р. Расчет и проектирование индукционных МГД-машин с жидкометаллическим рабочим телом, М., Атомиздат, 1968.

9. Биргер Б.Л. Уравнительные токи в обмотках индукционной МГД-машины при наличии параллельных ветвей,- МГ, 1972, J& I, с.121-128.-Ш10« Бирзвалк Ю.А. 0 принципах оптимизации электромагнитных насосов по к.п.д. МГ, 1968, Г& 2, с.134-140.

10. Бирзвалк Ю.А. О несовпадении режима максимального к.п.д. с номинальным режимом при проектировании насосов на максимум к.п.д.- МГ, 1971, & 2, с.107-112.

11. Боченинский В.П. и др. Экспериментальное изучение энергетических характеристик и течения жидкого металла в линейном индукционном МВД-насосе.I МГ, 1976, 3, с.83-86.

12. Боченинский В.П. и др. Экспериментальное изучение энергетических характеристик и течения жидкого металла в линейном индукционном МВД-насосе.П МГ, 1977, В I, с.79-82.

13. Бушман А.К., Калнинь Т.К., Лиелпетер Я.Я. К расчету геометрии зубцовой зоны магнитопровода трехфазной индукционной МВД-машины.- Изв. АН ЛатвССР, сер. физ. и техн. наук, 1967, № 4,с.105-110.

14. Бушманис А.К. О выборе оптимальных соотношений в индукционных насосах с максимальным коэффициентом полезного действия. Изв.АН ЛатвССР, сер. физ.и техн.наук, 1966, № I, с.42-53.

15. Валдмане P.A. и др. Локальные характеристики течения в канале индукционной МВД-машины при больших параметрах электромагнитного взаимодействия.- МГ, 1977, Ш 3, с.99-104.

16. Валдмане P.A. и др. Интегральные характеристики индукционной МВД-машины при больших параметрах электромагнитного взаимодействия.- МГ, 1977, № 4, с.107-109.

17. Валдмане P.A. и др. Расчет характеристик индукционного МГД-насоса цри I с учетом неоднородности распределения внешнего магнитного поля.- МГ, 1982, № 3, с.98-104.

18. Валдмане Р., Лиелаусис 0., Улманис Л. Модель нерднородного течения в канале индукционного насоса.-МГ, 1983, Jfc 2, с. 98102.- ш

19. Валдманис Я.Я., Лиелпетер Я,Я. Структура магнитного поля в рабочем зазоре линейной МГД-машины при произвольном числе полюсов и конечной длине магнитопровода.- МГ, 1967, № I, с.II5-) 120.

20. Валдманис Я.Я. Оптимизация линейной индукционной МГД-машиныс учетом продольного краевого эффекта.- Изв. АН ЛатвССР, сер. физ. и техн. наук, 1968, J£ 4, с.120-126.

21. Валдманис Я.Я. Оптимизация линейных асинхронных двигателей вариационным методом. Бесконтакты, электр. машины, Рига,

22. Зинатне", 1979, вып.18, с.70-79.

23. Валдманис Я.Я., Кришберг P.P., Шишко А.Я. Экспериментальное исследование плоского индукционного МГД-насоса,- МГ, 1982, В 4, с.101-104.

24. Валуев Ю.А. Методика выбора оптимальных параметров плоского линейного индукционного насоса с боковыми шинами.- МГ, 1967,1. с.109-114.

25. Валуев Ю.А. Анализ результатов оптимизационных расчетов плоских линейных индукционных насосов.- МГ, 1968, J6 2, с.125-133.

26. Валуев Ю.А. Оптимальные соотношения в плоских индукционных насосах без короткозамыкающих шин.- МГ, 1969, № I, с.99-104.

27. Ветохин В.И. Модели линейных индукционных машин с изменяющимися по длине полюсными делениями.- Матер. УП Рижск. сов. по МГД, 1972, т.2, с.52-54.

28. Вилнитис А.Я. й др. К вопросу оптимизации плоского индукционного насоса. Учет толщинного эффекта и гидравлических потерь. МГ, 1968, В I, с.123-128.

29. Вилнитис А.Я. Расчет поперечного краевого эффекта в плоском индукционном насосе с учетом стенок канала и короткозамыкаю-щих шин. Приближенное решение в элементарных функциях.- МГ, 1970, № 3, с.103-108.

30. Вилнитис А.Я. Внутренняя задача концевого эффекта в линейной асинхронной МГД-машине при произвольной токовой нагрузке. МГ, 1977, № I, с.63-72.

31. Вилнитис А.Я., Дриц М.С. Концевой эффект в линейных асинхронных двигателях. Рига, "Зинатне", 1981.

32. Волчек Б.Б. и др. 0 гидродинамической неустойчивости и вызванных ею стационарных течениях в коаксиальном канале индукционного МЩ-насоса.- МГ, 1976, № 2, с.62-70.

33. Волчек Б.Б., Элышн А.И. Стационарные течения в коаксиальном канале в бегущем магнитном поле.- МГ, 1976, 3, с.34-38.

34. Волчек Б.Б., Элышн А.И. Развитие начальных возмущений в первоначально покоящейся электропроводящей жидкости в бегущем магнитном поле.- МГ, 1977, № 3, с.57-62.

35. Волчек Б.Б. и др. 0 поперечном краевом эффекте в плоских индукционных насосах с большой подачей.- МГ, 1981, № 4, с.93-100.

36. Вольдек А.И. О некоторых вопросах проектирования линейных индукционных насосов.- Вопросы магнитной гидродинамики и динамики плазмы.Рига, изд-во АН ЛатвССР, 1959, с.273-277.

37. Вольдек А.И. Индукционные магнитогидродинамические машины с жидкометаллическим рабочим телом. Л., "Энергия", 1970.

38. Волвдек А.И., Манойлова О.Н., Толвинская Е.В. Оценка влияния конечной длины сердечников линейной индукционной машины на ее продольный эффект.- МГ, 1973, № 4, с.111-116.

39. Гайлитис А., Лиелаусис 0. О внутренней гидравлике МГД-машин при неоднородном распределении сил.- МГ, 1971, 2, с.123-127.

40. Гайлитис А., Лиелаусис 0. Неустойчивость однородного распределения скоростей в индукционной МГД-машине.- МГ, 1975, № I, с.106-Ш.-Ш

41. Глухих В.А. Принципы проектирования индукционных насосов для перекачивания жидких металлов.- Электрофизическая аппаратура, вып. 4, Атомиздат, 1966, с.99-105.

42. Глухих В.А. Некоторые вопросы проектирования индукционных насосов.- МГ, 1972, В 3, с.61-67.

43. Глухих В.А., Карасев Б.Г., Кириллов И.Р. Результаты исследований и опыт проектирования МГД-машин с жидкометаллическшл рабочим телом.- МГ, 1975, IS I, с.102-110.

44. Дриц М.С. Пределы применимости линейного приближения и двумерная задача в теории концевого эффекта линейного асинхронного двигателя.- Бесконтакты, электр. машины, Рига, 1977, вып. 18, с.106-117.

45. Емелин Ю.Б. Экспериментальное изучение течения электропроводящей жидкости в плоском канале при воздействии бегущего магнитного поля.- Изв. ВУЗов, Энергетика, 1977, № 9, с.141-145.

46. Калнинь А.Я. и др. Характеристики плоского индукционного на-■ coca при неоднородном распределении электромагнитных сил поширине канала.- МГ, 1971, В 4, с.94-98.

47. Камияма С., Каваи Я. Ламинарное течение проводящей жидкости между коаксиальными цилиндрами в бегущем магнитном поле.-МГ, 1977, JS 3, с.84-89.

48. Камияма С., Тадо С. Исследование влияния поперечных краевых эффектов на характеристики линейного индукционного насоса.-МГ, 1982, № 2, с.91-96.

49. Квасневский И.П., Кирштейн Г.Х., Лиелпетер Я.Я. Структура магнитного поля в электрических машинах с разомкнутым маг-нитопроводом.- МГ, 1968, J6 3, с.116-121.

50. Кебадзе Б.В. и др. Исследование неустойчивых режимов работы цилиндрического линейного индукционного насоса.- МГ, 1979, № 4, с.89-94.

51. Ким К.И., Гориславец Ю.М., Клочков В.Н., Левченко В.И. Оптимизация линейных индукционных машин со сплошным рабочим телом.- МГ, 1972, В 3, с.II9-123.

52. Кириллов И.Р. Продольный концевой эффект в индукционных цилиндрических МГД-машинах.- МГ, 1972, № 2, с.109-116.

53. Кириллов И.Р. Магнитощцродинамические течения жидких металлов в бегущем магнитном поле. Препринт А-0445. Л., НИИЭФА, 1979.

54. Козлов А.И., Целемецкий В.А. Вопросы методологии оптимизации индукционных МГД-машин. Девятое рижск. совещ. по МГД, П. МГД-машины, Саласпилс, 1978, с.27-28.

55. Кришберг P.P. Расчет электромагнитных процессов в индукционной машине при скачкообразном изменении параметров по ширине канала.- МГ, 1976, А* 4, с.109-112.

56. Кришберг P.P. Распределение скорости по ширине канала индукционной М1Д-машины с учетом первичного концевого эффекта. Девятое рижск. совещ. по МГД. П. МГД-машины, Рига, 1978, с.102.

57. Кришберг P.P. Граница образования противонаправленных потоков в плосколинейных индукционных МГД-машинах.- МГ, 1978, tè 4, c.II2-II6.

58. Крысько С.Б. Модель линейного асинхронного двигателя с заданным напряжением при параллельном соединении обмоточных катушек.- Бесконтактн. электр. машины, Рига, 1979, вып. 18, с.98-105.

59. Кириллов И.Р. Электромагнитные насосы для ядерной энергетики.- МГ, 1982, JS 3, с.87-97.

60. Крысько С.Б., Ципий A.B. Результаты исследования двухстороннего индуктора при нескольких системах соединения обмотки.-УШ Таллинск. сов. по эл.-магн.расходомерам и эл.-техн. жидких проводников. Таллин, 1978.-т

61. Ккшьм Э.Г., Сиймар В.А., Янес Х.И. О зависимости КПД цилиндрического индукционного насоса без внутреннего сердечника от его размеров и от параметров перекачиваемого металла,- МГ, 1969, № 4, с.83-90.

62. Лазаренко Л.Ф. Анализ продольных краевых эффектов в линейных индукционных МГД-машинах.- МГ, 1971, Л I, с.91-98.

63. Лиелпетер Я.Я., Тютин И.А. Методика расчета индукционных насосов для жидкого металла.- Труды Ин-та физики АН ЛатвССР. Прикладная магнитная гидродинамика, вып.8, 1956, с.95-105.

64. Лиелпетер Я.Я. Жидкометаллические индукционные МГД-машины. Рига, "Зинатне", 1969.

65. Лийн Х.А., Янес Х.И. Определение основных размеров плоского линейного индукционного насоса, учитывая КПД, число пар полюсов, реактивную мощность и частоту питания,- Труды ТЛИ, сер. А., № 284, 1970, с.43-49.

66. Лийн Х.А. К оптимизационному расчету плоских индукционных насосов без боковых проводящих шин.- Труды ТЛИ, сер. А,363, 1974, с.65-71.

67. Микельсон А.Э., Фолифоров В.М. МГД-методы и устройства в промышленности,- МГ, 1975, № I, с.141-151.

68. Микельсон Ю,Я,, Шмит Я.Р, Экстремальные свойства МГД-уст-ройств,- Уч. записки ЛГУ им.П.Стучки,т.192, Вопросы электродинамики и механики сплошных сред, вып. I, 1973, с.15-28.

69. Микельсон Ю.Я., Шмит Я.Р. Построение оптимизационной модели проектирования МГД-насосов.- Уч.записки ЛГУ им. П.Стучки, т.192, Вопросы электродинамики и механики сплошных сред, вып. I, с.29-42.

70. Огарков Е.М., Мустафин Ф.К. К вопросу выбора модели индуктора при изучении продольного краевого эффекта плоских линейных индукционных двигателей.- Тр. Пермск,политехи. ин-та, 1973, гё 133, с.141-146.

71. Огарков Е.М., Тиунов В.Б. Продольный краевой эффект линейных индукционных двигателей с учетом характера распределения поля в концевых зонах.- Тр. Пермск.политехи, ин-та, 1973, № 133, с.29-36.

72. Огородников А.П. Структура поля в МГД-машинах с расширяющимся магнитопроводом.- МГ, 1971, № 4, с.105-109.

73. Охременко Н.М. Оптимальные геометрические соотношения в индукционных насосах для жидких металлов.- Электричество, 1961, № II, с.10-17.

74. Охременко Н.М. Определение оптимальных размеров индукционных насосов.- Электричество, 1964, № II, с.53-59.

75. Охременко Н.М. Основы теории и проектирования линейных индукционных насосов для жидких металлов. М., Атомиздат, 1968.

76. Парте И.Р. Теоретическое и экспериментальное исследование индукционных машин с разомкнутым магнитопроводом. Таллин, "Валгус", 1972.

77. Петражицкий А.С. Математическая модель линейной индукционной М1Д-машины.- МГ, 1975, № 4, с.99-104.

78. Ращепкин А.П. Поле в зазоре при переменной линейной нагрузке обмотки линейной индукционной машины.- МГ, 1966, № 2,с.116-122.

79. Ращепкин А.П. О продольном краевом эффекте линейных индукционных машин.- МГ, 1966, )12 3, с. 106-110.

80. Саввин Л.Г. Оптимальное использование конструкций индукционных насосов.- Вопр. магнитной шдродинамики и динамики плазмы. Рига, изд-во АН ЛатвССР, 1959, с.253-259.-т

81. Сиротенко В.Г., Мезенцева Н.М. Эффективность применения МГД-устройств в производстве ртути.- МГ, 1973, AI 4, с. 139-143.

82. Сиротенко В.Г. Экономические показатели жидкометаллических МГД-насосов.- МГ, 1980, )£ 2, C.III-II7.

83. Скобелев В.Е. Влияние продольного краевого эффекта на работу скоростного асинхронного тягового линейного двигателя.- Железные дороги мира, 1976, № 6, с.3-14.

84. Скобелев В.Е., Соловьев Т.Н., Епифанов А.П. Анализ путей улучшения характеристик тяговых линейных асинхронных двигателей для высокоскоростного наземного транспорта.- Железные дороги мира, 1978, J& 2, с.3-12.

85. Тиунов В.В. О влиянии ферромагнитных шунтирущих участков индуктора на характеристики линейных индукционных МЩ-машин.-УШ Таллинск. сов. по эл.-магн. расходомерам и эл.-техн. жидких проводников. Таллин, 1978.

86. Ушаков Ю.П. Анализ универсальных характеристик МГД-машин.-МГ, 1971, J& 4, C.II0-II6.

87. Шмит Я.Р. К автоматизации поиска оптимальных параметров индукционных насосов.- Пятое рижское совещ. по магнитной гидродинамике. Теория индукционных МГД-машин, I, 1966, с.87-88.

88. Штурман Г.И. Индукционные машины с разомкнутым магнитопрово-дом.- Электричество, 1946, JS 10, с.43-50.

89. Ямамура С. Теория линейных асинхронных двигателей. Л., Энер-гоиздат, 1983, 180 с.

90. Янкоп Э.К. Расчет основных параметров и режима работы линейных индукционных насосов.- Уч. записки ЛГУ им. П.Стучки,- т.21, 1958, с.125-151.

91. Янкоп Э.К. Выбор основных параметров индукционных насосов при расчете на максимальный к.п.д.- Вопр.магнитной гидродинамики и динамики плазмы. Рига, изд-во АН ЛатвССР, 1959, с.247-252.

92. Литовский Е.И. Поперечный краевой эффект при течении вязкой проводящей жидкости в бегущем поле.- Сб.матер. У Таллинск. сов. по электромагнитным расходомерам, Таллин, 1971, вып. 4, с.33-54.

93. Barnard J., Collins G.D. Teat of 1200 gpm Linear A-C Electromagnetic Pump. Report GEC, AECD-34600.

94. Blake L.R. Conduction and Induction Pumps for Liquid Metals.-Proc. IEE, vol.104, part A, m 13, p.49-63, 1957.

95. Boldea J., Nasar S.A. Quasi-1-dimensional theory of linear induction motors with half-filled primary endslots.- Proc. IEE, 1975, vol.122, № 1, p.61-66.

96. Cerini D.J., Elliot D.G. Performance characteristics of a single -wave length liquid metal MHD induction generator with end-loss compensation.- In Eighth Symp. of Engineering Aspects of Magnetohydrodynamics. Stanford, Univ.\Press, 1967, vol.3,p.11-30.

97. Collins G.D. Development of Large Electromagnetic Pumps for Main Heat Transport Systems of LMEBR's, GEAP 13965, June 1973.

98. Dukowicz J.K. Theory of linear induction motors.- J. Appl. Phys., 1976, vol.47, W 8, p.3690-3696.

99. Dukowicz J.K. Analysis of linear induction machines with discrete windings and finite iron length.- IEEE Trans. PAS, 1977, vol.PAS-96, m 1, p.66-73.

100. Elliot D.G. Optimum windings for linear induction machines.-In 13-th Symp. on Engineering Aspects of MHD. Stanford, 1973, vol.3, p.31-36.

101. Iwamoto M., Ohno В., Ito Т., Shinryo Y. End-effect of highspeed linear induction motor.- In IEEE Conf. Ree. 7th Annu. Meet. IEEE Ind. Appl.Soc., Philadelphia(Pa) ЛПГ.,1972,p.323-330

102. Kant M., Mouillet A. On the optimization of energy transfers between a magnetic field of finite extension and a thin conducting plate.- J. Appl. Phys., 1973, vol.44, № 7, p.3096-3101.

103. Kliman G.B. Large electromagnetic pumps.- Electric Machines and Electromechanics, 1979, vol.3, № 2, p.129-141.

104. Laitwait E.R., Kuznetsov S.B. Power-factor improvement in linear induction motors.- IEE Proc., 1981, В 28, № 4» pp. 190-194.

105. Oberretl K. Dreidimensionale Berechnung des Linearmotors mit Berücksichtigung der Endeffekte und der Wicklungsverteilung.- Arch. Elektrotehn., 1973, Bd.55, H.4, S.181-190.

106. Settle J., Craig E., Podrasky L., Gleason T. Large EM pump V for LMEBR primary and secondary systems. American nuclearsociety winter meeting. Washington D.C., 1974.

107. Sudan R.N. Interaction of a conducting fluid stream with a travelling wave of a magnetic field of a finite extension.-J. Appl. Phys., 1963, vol.34, Ш 3, p.641-650.

108. Watt A.D. Electromagnetic pumps for liquid metals.- Engineering, 1956, vol.181, № 4703, p.264-268.

109. HO. Weh H., Braess H., Mosebach H. Die rechnerishe Behandlung asynchroner linearer Wandler.- Energy Convers., 1971, vol.11, № 1, p.25-37.

110. Yamaraura S., Ishikava Y., Ito H. Theories of the linear induction motor and compensated linear induction motor.-IEEE Trans. PAS, 1972, vol.PAS-91, NS 4, p.1700-1708.

111. Вилнитис А.Я., Пукис M.B. Предельные значения к.п.д. цилиндрического М1Д-насоса в электродинамическом приближении малого немагнитного зазора.- МГ, 1977, $ 2, с.85-92.

112. ИЗ. Вилнитис А.Я., Пукис М.В. Оценка максимальных значений к.п.д. для цилиндрических односторонних индукционных МГД-насосов с ненасыщенным магнитопроводом.- МГ, 1977, të 2, с. 93-98.

113. Дриц М.С., Крысько С.Б., Пукис М.В. Торцевое рассеяние в линейных индукционных машинах.- Бесконтактные электрические машины, 1981, вып. 20, Рига, "Зинатне", с.87-101.

114. Лиелаусис O.A., Лиелпетер Я.Я., Пукис М.В. Модель течения в канале индукционного насоса со ступенчатым распределением скорости.- Десятое рижское сов. по МГД, П, МГД-машины, Саласпилс, 1981, с.16-17.

115. Пукис М.В. Метод расчета параметров индукционного насоса при неоднородном распределении скоростей.- Десятое рижское сов. по М1Д, П, МГД-машины, Саласпилс, 1981, с.18-19.

116. Лиелпетер Я.Я., Пукис М.В. О методике прогнозирования параметров индукционных насосов большой подачи.- Десятое рижское сов. по МЩ, П, МГД-машины, Саласпилс, 1981, с.20-21.

117. Гаваре И.Я., Пукис М.В. Целевая функция проектирования цилиндрического насоса в форме линейной комбинации интегральных критериев качества.- Десятое рижское сов. по МГД, П, МГД-машины, Саласпилс, 1981, с.24-25.

118. Мор Е.А., Пукис М.В. Расчет переходных процессов в индукционном МГД-насосе с учетом концевого эффекта.- МГ, 1982, J6 I, C.I06-II2.

119. Гаваре И.Я., Пукис М.В. Численные эксперименты по оптимизации цилиндрических индукционных М1Д-насосов,- Одиннадцатое рижское совч. по магнитной гидродинамике, П, Инженерные вопросы М1Д, Саласпилс, 1984, с.91-94.

120. Вилнитис А.Я., Пукис М.В., Фолифоров В.М., Смирнов М.М. Электромагнитный насос. Авт. свид. СССР № 561004.

121. Методы определения предельно-достижимого КПД индукционного насоса с фиксированной и варьируемой частотой питания.

122. Метод проектирования индукционного насоса с целевой функцией в форме линейной комбинации частных критериев качества.

123. Метод расчета характеристик цилиндрического насоса с учетом продольного концевого эффекта.

124. Метод расчета переходных процессов в цилиндрическом индукционном насосе.

125. Проведенные автором диссертационной работы оптимизационные расчеты использовались при разработке электромагнитных насосов для ряда тем:

126. Энергетические установки специального назначения. Электромагнитные насосы ЭНЦ-96 (Физико-энергетический институт,г. Обнинск), ЭНЦ-100 и модели электромагнитных насосов ЭНЦ-108, ЭНЦ-Ю8М, ЭНЦ-108Р (ОКБ "Гидропресс"), электромагнитные насосы

127. Характеристики разработанных конструкций приведены в таблице

128. Насос Жидк. Темп. Давление Расход Мощностьметалл °С кПа л/с кВт

129. ЭНЦ-62 Ч Ч ч 40 1050 0,26 26,2

130. ЭНП-79 105 250 0,40 3,651. ЭНЦ-91 40 700 0,35 19,0

131. ЭНЦ-96 Ма 350 200 40 32,01. ЭНЦ-ЮО № 350 300 50 54,0

132. ЭНЦ-108 На 250 • 300 7,5 9,1

133. ЭНЦ-90 300 200 0,156 1,1

134. ЭНП-83 300 200 0,156 0,49

135. ЭНС-98-М-1 Иц 350 200 0,150 0,45

136. ЭНС-98-М-2 На 350 200 0,200 и

137. ЭНС-98-2М № 350 100 0,100 0,28

138. ЭНС-98-2М-1 350 100 0,100 0,20

139. ЭНЦ-107 № 350 800 10 26,6

140. ЭНЦ-ПО 600 100 2,19 1,691. ЭНЦ-Ш № 350 1500 20 126

141. ЭНП-П2 Мг 600 300 4,38 12,3

142. Результаты применения научных и практических рекомендаций ди-сертационной работы рассмотрены и утверждены на техсовете СКВ МГД 20.06.1984 г.

143. Зам. директора СКВ МГД по научной работе, к.т.н. сифоро© В.1984 г.

144. Зав. отдела И0-2 Тинте А.Э.ю 1984 г.1. ПРЕДПРИЯТИЕ

145. ПОЧТОВЫЙ 5ИЖД,МК loi -257270, г. Калининград, Московской обл.1. Телеграфный «Гранит»аш №1. Дата1. Наш №1. Дата

146. Математическая модель цилиндрического индукционного насоса, учитывающая продольный краевой эффект.

147. Методика определения предельно достижимого к.п.д. индукционного насоса при одновременной оптимизации нескольких частных критериев качества.

148. Методика определения предельно достижимого к.п.д. индукционного насоса при вариациях по частоте питания.

149. Указанные результаты использованы при проектировании II образцов индукционных насосов различного назначения, шесть из которых прошли испытания, подтвердившие расчётные характеристики.

150. Использование указанных выше научных результатов и практических рекомендаций, содержащихся в диссертационной работе, позволило:

151. Повысить точность расчёта выходных характеристик насосов.

152. Отп. 2 экз., только в адрес Исп. Ушаков Ю.П. Тел 516 46 96