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圆柱形感应式电磁泵的工作原理

发布时间:2019-7-1 9:15:5  浏览:

圆柱形电磁泵是建立在直线电机原理上的,行波磁场由特制的线圈结构产生。线圈绕组接通不同相位变化的电流,当两相倒置时,磁场便向相反的方向运动,实现反转,通过调节磁场强度来控制液体流速。

线圈主要由三相多层线圈结构和单层螺线管型结构组成,多层叠绕有较高的电源效率。绕组采用强制水冷方式,包括带有绝缘环的不锈钢水冷法兰、撑条和绝缘棒,其基本原理如图 2 所示。

 圆柱形感应式电磁泵

1、感应电磁泵的横向端部效应

在理想的电磁泵模型中,我们假设导电流体中的电流方向都是和流速方向垂直的,但是实际上由于泵沟管道内的导电流体是连续介质,所以导电流体内的感应电流总是可以部分或者全部在流体内构成回路,也就是说不光有 z 方向的电流,还有 x 方向的电流,如图 3 所示。由于到电流体内有 x 方向的电流存在,大多数情况下电磁泵 x 方向上的压差降低,因为它和磁场的相互作用产生 z方向的电磁力,因此对流速方向的压差无益。另外,由于感应电流的分布不均,导致感应磁场分布不均,于是在一定范围内的合成磁通量比理想状况要低。这些由于泵沟管道横向宽度有限而引起的一系列效应统称为横向端部效应,它们直接影响到电磁泵的性能。

 感应电磁泵的横向端部效应

2、 感应电磁泵的纵向端部效应

由于磁场开路,同时泵沟中的流体是从前向后连续流动的,因此即使外加磁场是纯正向行波的,泵沟中的感应电流也有引起流体内焦耳热和效率变化的端部问题,这称为纵向端部效应。纵向端部效应对电磁泵的效率有以下影响:

(1)降低进出口压差。如果磁场铁芯的三相绕组有不同的互感系数,则三相的匝数必然不均衡,从而产生反向行波磁场和脉动磁场,降低进出口压差;如果铁芯的三相绕组可以平衡,也就是说外加磁场可以是纯正向行波磁场,但由于导电流体在磁场作用区外是连续的,因此还会有脉动的电场磁场产生,从而降低进出口压差。

(2)降低圆柱泵的效率。对于平面泵来说,当端部电阻很大或者雷诺数很小时,脉动的电磁场很小,因此其理想效率及压差与理想模型较为接近,但对于圆柱泵来说,当雷诺数很小时,其效率不超过 17.2%。

通过对电磁泵铁芯结构的合理设计可以减小圆柱形电磁泵的纵向端部效应,提高电磁泵的效率。

 


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