船舶磁流体推进技术的实际应用

船舶电站与自动化

船舶电站及自动化 一、 电力系统的组成 1. 船舶电力系统主要是由电源、配电系统、配电装置、电网与负载 四部分组成，其单线图如图1-1所示。 MCCB 1MCCB 2 ACB 1 MCCB 3 G 1 MSB M 1 M 1MCCB 4 MCCB 5MCCB 6 ACB 2 G 2 ACB 3 G 3 ISW 1 ISW 2MCCB 10 380V/220V ISB IDSB DSB MCCB 7 DSB MCCB 8 MCCB 9 M 3 M 4 RSB EDSB MCCB E ACB E EG 380V/220V ESB EISB ET r T r 图 1-1 船舶电力系统简图 G 1、2、3-主发电机；EG-应急发电机；ACB-发电机主开关；ACB E -应急发电机主开关；MSB-主配电板；ESB-应急配电板；MCCB 1-10-配电开关；DSB-分配电板；RSB-无线电分配电板；MCCB E -应急配电开关；MCCB 1-2-隔离开关；ISB-照明配电板；EISB-应急照明配电板；IDSB-照明分配电板；EDSB-应急分配电板；T r -照明变压器；ET r -应急照明变压器。

电源：船上常用的电源装置是柴油发电机组和蓄电池。 配电装置：配电装置是电源和负荷进行分配、监控、测量、保护、转换、控制的装置。配电装置主要可分为主配电板、应急配电板、分配电板（动力、照明）、充放电板等。 电网：电网是全船电缆电线的总称。船舶电网根据其连接的负荷性质可分为动力电网、照明电网、应急电网、低压电网、弱电电网等。 二、电力系统的特点及对其基本要求 1.船舶电站容量较小 陆上电网容量一般在几百万~几千万千瓦，单机容量大多在数十万千瓦；一般远洋船舶主电站大多装三台发电机组，发电机容量为400~800KW。 船用发电机调压器、原动机调速器的动态特性与陆上发电机组相比具有较高的指标要求。有强行励磁能力，发电机组应能承受较大的过载能力。另外，由于船舶工矿变动也较频繁，因此对自动控制装置的可靠性也提出了较高的要求。 2.船舶电网输电线路短 船舶发电机端电压、电网电压、负荷电压大多是同一电压等级，所以输配电装置较陆上系统简单。因为船舶容积限制，电气比较集中，电网长度不长并都采用电缆，所以对发电机和电网的保护比陆上系统要简单，一般只设置有发电机过载及外部短路的保护，电网的保护和发电机的保护通常共用一套装置。 3.船舶电气设备工作环境恶劣

船舶流体力学习题答案

习题5 5.1 已知2,2,2,x y z v y z v z x v x y =+=+=+求： (1)涡量及涡线方程；（2）在z=0平面的面积dS=0.0001上的涡通量。 解：（1） ()()()(21)(21)(21)y y x x z z i j k y z z x x y i j k i j k ??????Ω=-+-+-??????=-+-+-=++νννννν 所以 流线方程为 y=x+c1,z=y+c2 (2) 2J 2*0.5*0.00010.0001/wnds m s ===? 5.4设在（1，0）点上有0Γ=Γ的旋涡，在（-1，0）点上有0Γ=-Γ的旋涡，求下列路线的速度环流。 2222(1)4;(2)(1)1;(3)2,20.5,0.5x y x y x y x y +=-+==±=±=±=±的方框。 （4）的方框。 解：（1）由斯托克斯定理可知：因为涡通量为0，所以c 20s vdl wnds ==??? （4）由斯托克斯定理可知：因为涡通量为0，所以c 0vdl - =?? 5.6如题图5.6所示，初始在（0，1）、（-1，0）、（0，1）和（0，-1）四点上有环量Γ等于常值的点涡，求其运动轨迹。 解：取其中一点（-1，0）作为研究对象。 42222cos 45cos 4534CA BA BA A CA BA BA v v v v v v v τππ π τπ ====++=

由于四个涡相对位置将不会改变，转动角速度为： 3434v w ar v wt t τπτ π= === 用极坐标表示为r=1, 34t τθπ = 同理，其他点的轨迹与之相同。 5.10如题图5.10所示有一形涡，强度为，两平行线段延伸至无穷远，求x 轴上各点的诱导速度。 解：令（0，a ）点为A 点，（0.-a ）为B 点 在OA 段与OB 段 1222222212(cos90) 4(cos 0) 42()() 2x v x a x v xa a x v v v x a x xa τπτπτ π= ++=++∴=+=++ 习题六 6.1平面不可压缩流动的速度场为 （1）,;x y v y v x ==- (2) ,;x y v x y v x y =-=+ (3) 2 2 ,2;x y v x y v xy y =-=-- 判断以上流场是否满足速度势和流函数存在条件，进而求出。 解： V 0 (v ) v y x x y φ???=?-?=??存在 存在

大型船舶电站系统的组成及应用设计

模块七船舶电站 教学目标： 1、具备根据图纸说明书等资料看懂电站各电力系统的组成、制定维护计划能力。 2、具备船舶电力系统操作、故障分析、故障判断和排除的能力。 第一单元船舶电力系统 一、船舶电力系统的组成 船舶电力系统是指由一个或几个在统一监控之下运行的船舶电源及与之相连接的船舶电网组成并向负载供电的整体。换句话说，船舶电力系统是由电源装置、配电装置、电力网和负载按照一定方式连接的整体，是船舶上电能产生、传输、分配和消耗等全部装置和网络的总称。 其电力系统单线图如图7—1所示。 1．船舶电源装置 电源装置是将机械能、化学能等能源转变成电能的装置。船舶常用的电源装置是发电机组和蓄电池组。 2船舶配电装置 配电装置是对电源即发电机发出的电能、电力网和电力负载进行保护、分配、转换、控制和检测的装置。根据供电范围和对象的不同，它可分为主配电板、应急配电板、动力分配电板、照明分配电板和蓄电池充放电板等。 3船舶电力网 它是全船电缆和电线的总称。其作用是将各种电源与各种负载接一定关系连

接起来。船舶电力网根据其所连接负载的性质，可分为动力电网、照明电网、应急电网和小应急电网等。 4负载 船舶电力负载即用电设备，按系统大体可分为以下几类： (1)动力装置用辅机：为主机和主锅炉等服务的辅机，如滑油泵、海水冷却泵、淡水冷却泵和鼓风机等。 (2)甲板机械：包括锚机、绞缆机、舵机、起货机、舷梯机和起艇机等。 (3)舱室辅机：包括生活用水泵、消防泵、舱底泵以及为辅锅炉服务的辅机等。 (4)机修机械：包括车床、钻床、电焊机和盘车机等。 (5)冷藏通风：包括空调装置、伙食冷库等用的辅机和通风机等。 (6)厨房设备：包括电灶、电烤炉等厨房机械用辅机和电茶炉等。 （7）照明设备：包括机舱照明、住舱照明、甲板照明等照明设备和航行灯、信号灯以及电风扇等。 （8）弱电设备：包括无线电通信、导航和船内通信设备等。 （9）自动化设备及其他：例如，自动化装置、蓄电池充放电设备、冷藏集装箱和艏侧推装置、电力推进船舶或特种工程船舶使用的推进电动机、生产机械和专用设备等。 由上述不难看出，船舶电力系统的核心（电站）主要是主发电机和主配电板。这是因为船舶主发电机的控制和监测等功能均由主配电板完成的，这是船舶电站的特征之一。因为船舶配电的主要功能也是由主配电完成的，所以主配电板是电力系统的主要组成部分，是保证供电质量的关键。配电装置与电力网是密切相连的，其主要任务是根据各用电设备（负载）的性质和容量便是的选择供电方式、电缆和开关。 电力系统必须合理选择保护装置，对电源（发电机）和用电设备（负载）加以保护，提高电力系统的供电连续性。 二、船舶电力系统的基本参数 船舶电力系统的基本参数是指电流种类(电制)、额定电压和额定频率的等级。选择合适的电气参数，可以保证船舶电力系统的可靠性和稳定性。

浅谈磁流体推进器

题目： 浅谈磁流体推进器 院系：理学院物理系

2017年6月14日

浅谈磁流体推进器 摘要 磁流体推进器是利用局部空间内海水中电流与磁场间的相互作用力使海水运动而产生推进力的一种新型推进装置，可用于船舶、鱼雷、潜艇等水中作业工具。由于其具有振动小、噪音低、操作灵活等优点，其在潜艇等军事单位方面的极具研究与应用价值。本文将浅谈磁流体推进器的基本工作原理，简要分析影响磁流体推进器工作效率的主要因素并试提出改进方向。磁流体推进器投入使用已有约三十年的历史，一些在世界上对磁流体推进器应用处于领先水平的船舶、潜艇等大都采用超导磁体提供磁场，但磁流体推进技术目前仍尚处于初级阶段，许多关键技术有待深入研究和突破。 关键词：磁流体推进器，推进力，潜艇，超导磁体. 一、引言 传统机械传动类推进器（譬如螺旋桨、水泵喷水推进器等）主要使用机械动力作为推力，但传统推进器具有机械振动强、噪音大、隐蔽性差等缺点。 1

磁流体推进是一种综合性很强的高新技术，它涉及电磁学、流体力学、电化学等相互交叉学科的理论，又涉及新结构、新材料、新控制方法等综合性技术。 船舶磁流体推进是近二三十年出现的一种新型的船舶推进方式，它是利用海水中的电流与磁场间的相互作用力使海水运动而产生反作用推进力的一种推进方法。船舶磁流体推进器具有高速、振动小、噪声低、操纵灵活、布置方便等特点。【1】1992年世界第一艘超导磁流体推进船“大和1号”的试航成功,标志着磁流体推进研究进入了一个新阶段,目前许多造船大国纷纷对此技术进行详细研究,并预测此种推进方式将是本世纪最具发展前景的船舶推进方式之一。 二、相关概念 1.磁流体推进器：磁流体推进器（英语：Magnetohydrodynamic Drive，MHD）狭义上是指 贯通海水的通道内建有一个磁场，这个磁场能对导电的海水产生电磁力作用，使之在通道内运动，若运动方向指向船艉，则反作用力便会推动船舶前进。【2】 2.磁流体：磁流体又称磁性液体、铁磁流体或磁液，是一种新型的功能材料，它既具有液体 的流动性又具有固体磁性材料的磁性。是由直径为纳米量级（10纳米以下）的磁性固体颗粒、基载液（也叫媒体）以及界面活性剂三者混合而成的一种稳定的胶状液体。【3】需声明的是，本文中“磁流体”指在磁场中受力的作用的导电流体。 3.流体阻力：物体相对于流体运动所受的逆物体运动方向或沿来流速度方向的流体动力的分 力。 根据阻力产生原因分类，类型有摩擦阻力、压差阻力、诱导阻力、波阻以及兴波阻力等。 2

2019年上海交通大学船舶与海洋工程考研良心经验

2019年上海交通大学船舶与海洋工程考研良心经验 我本科是武汉理工大学的，学的也是船舶与海洋工程，成绩属于中等偏上吧，也拿过两次校三等奖学金，六级第二次才考过。 由于种种原因，我到了8月份才终于下定决心考交大船海并开始准备，只有4个多月，时间比较紧迫。但只要你下定决心，什么时候开始都不算晚，也不要因为复习得不好，开始的晚了就降低学校的要求，放弃了自己的名校梦。每个人情况不一样，自己好好做决定，即使暂时难以决定，也要早点开始复习。决定是在可以在学习过程中做的，学习计划也是可以根据自己的情况更改的。所以即使不知道考哪，每天学习多久，怎样安排学习计划，那也要先开始，这样你才能更清楚学习的难度和量。万事开头难，千万不要拖。由于准备的晚怕靠个人来不及，于是在朋友推荐下我报了新祥旭专业课的一对一，个人觉得一对一比班课好，新祥旭刚好之专门做一对一比较专业，所以果断选择了新祥旭，如果有同学需要可以加卫：chentaoge123 上交船海考研学硕和专硕的科目是一样的，英语一、数学一、政治、船舶与海洋工程专业基础（801）。英语主要是背单词和刷真题，我复习的时间不多，背单词太花时间，就慢慢放弃了，就只是刷真题，真题中出现的陌生单词，都抄到笔记本上背，作文要背一下，准备一下套路，最好自己准备。英语考时感觉着超级简单，但只考了65分，还是很郁闷的。数学是重中之重，我八月份开时复习，直接上手复习全书，我觉得没有必要看课本，毕竟太基础，而且和考研重点不一样，看了课本或许也觉得很难，但是和考研不沾边。计划的是两个月复习一遍，开始刷题，然后一边复习其他的，可是计划跟不上变化，数学基础稍差，复习的较慢，我又不想为了赶进度而应付，某些地方掌握多少自己心里有数，若是只掌握个大概，也不利于后面的学习。所以自打复习开始，我就没放下过数学，期间也听一些网课，高数听张宇、武忠祥的，线代肯定是李永乐，概率论听王式安，课可以听，但最主要还是自己做题，我只听了一些强化班，感觉自己复习不好的地方听了一下。我真题到了11月中旬才开始做，实在是太晚，我8月开始复习时网上就有人说真题刷两遍了，能不慌吗，但再慌也要淡定，不要因此为了赶进度而自欺欺人，做什么事外界的声音是一回事，自己的节奏要自己把握好，不然

超导磁流体潜艇

超导磁流体潜艇 概述 尽管人们在近百年的时间里,对潜艇进行了不断的改进和创新,但目前最有效的推进方式仍是螺旋桨_针对螺旋桨推进的效率问题、噪声问题,人们又进行了大量的改良,但要从根本上解决问题,寻找一种高效替代方式才是治本之法终于,数十年来电磁学的进展、十余年来超导材料科学的突破以及现代控制方式的引入催生了超导磁流体推进器这种全新的推进器方式。[1] 与现役的常规潜艇或核潜艇相比，超导潜艇具有结构简单、推力大、航速高、无噪声、无污染、造价低等显著优点，被许多军事专家看好。 编辑本段研究背景 早在70年代，美、俄、英、日等国就己开展超导技术在海军舰艇方面的应用研究，随着新型超导材料的出现，实际应用成为可能。与传统机械转动类推进器(譬如螺旋桨、水泵喷水推进器等)相比较，磁流体推进器的不同点在于：前者使用机械动力作为推力而后者使用电磁力。正因为如此，磁流体推进器无须配备螺旋桨桨叶、齿轮传动机构和轴泵等，是一个完全静止的设备。一旦现代潜艇使用了这种推进器，便从根本上消除了因机械转动而产生的振动、噪音、高速旋转的螺旋桨推进系统机械材料强度以及功率限制，而能在几乎绝对安静的状态下以极高的航速航行。据理论计算其航速可达150节，而这是任何机械转动类推进器不可能实现的。[1] 编辑本段工作原理 超导磁流体推进装置是根据电磁原理设计的。在潜艇上安装电磁铁，通电后，海水中就会有磁力线，同时产生方向与磁力垂直的电流，在磁场和电流相互作用下，由于潜艇与海水之间产生大小相等方向相反的反作用力，潜艇将获得向前运动的推力，推力的大小与磁场强度和电流大小的乘积成正比。磁流体推进技术已在一些国家获得应用，但目前它的磁场还不能满足潜艇的要求。而超导技术正是解决这一问题的关键。

基于PLC的船舶电站自动化系统方案设计[优秀论文+开题+综述]

开题报告 轮机工程 基于PLC的船舶电站自动化系统设计方案 一、选题的背景与意义 随着船舶大型化和自动化以及电子信息技术和自动控制技术的不断发展，船舶自动化程度越来越高，对船舶电站自动化程度的要求越来越高。船舶电站自动化近几十年来发展十分迅速，自动监控水平得到极大提高。 目前我国船舶电站控制系统虽然有一定程度的自动化控制，但控制系统基本上分为两种：一种是继电器控制，另一种是电子电路控制系统。这两种系统存在的缺点是系统线路复杂、可靠性差、维修工作量大。船舶电站控制的最大特点是动作复杂、频繁，且有较多的执行原件如接触器。在这种场合下使用继电器控制逻辑需要大量的中间继电器，而这些中间继电器再用PLC控制的情况下，就可以对其内部的辅助继电器进行编程后来取代。船舶电站监控系统集成了船舶电站的能量管理和状态监控显示，使用PLC与组态软件相配合来实现船舶电站的监控是一种既方便有可靠的方法。 基于上述情况，PLC适合于需要大量中间继电器的场合，且PLC与其他控制系统比较有许多优点：更改逻辑控制只需修改软件，无需对硬件做改动；程序可以复制，批量生产；电气硬件设计大大简化；由于PLC除有继电器功能外，上有多种其它功能，实现某程度上的智能化，并有可能实际构件化；可靠性高；具有扩展单元或扩展模块，当需要较多I/O时可以方便地扩展。 现代PLC控制技术因其可靠性、耐恶劣环境、使用极为灵活方便，为提高船舶安全性和船舶生产效率，采用PLC控制技术来实现船舶电站的自动控制，具有广泛的市场前景。 二、研究的基本内容与拟解决的主要问题： 基本内容： 1、船舶电站监控系统概述 2、可编程序控制器技术的现状与发展趋势 3、PLC在船舶电站监控系统中应用的优势

磁流体发电机霍尔效应整编_(教师)

电磁场的综合应用 一、 粒子速度选择器练习 如图，粒子以速度v 0，进入正交的电场和磁场，受到的电场力与洛 伦兹力方向相反，若使粒子沿直线从右边孔中出去，根据qv 0B ＝qE , 得v 0=E/B ，故 若v= v 0=E/B ，粒子做直线运动，与粒子电量、电性、质量无关 若v ＜E/B ，电场力大，粒子向电场力方向偏，电场力做正功，动能增加． 若v ＞E/B ，洛伦兹力大，粒子向磁场力方向偏，电场力做负功，动能减少． 1、如图，水平放置的平行金属板a 、b 带有等量异种电荷，a 板带正电，两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，若一个带正电的液滴在两板间做直线运动，其运动方向是：( ) A ．沿竖直方向向下 B ．沿竖直方向向上 C ．沿水平方向向左 D ．沿水平方向向右 2、如图，氕、氘、氚核以相同的动能射入速度选择器，结果氘核沿直 线运动，则 ( ) A ．偏向正极板的是氕核 B ．偏向正极板的是氚核 C ．射出时动能最大的是氕核 D ．射出时动能最大的是氚核 二、质谱仪: 组成：离子源O ，加速场U ，速度选择器（E 、B ），偏转场B 2，胶片． 原理：加速场中221mv qu = 选择器中:1 B E v = 偏转场中:d ＝2r ，r v m qvB 22=，则：比荷:d B B E m q 212=质量E dq B B m 221=作用：主要用于测量粒子的质量、比荷、研究同位素． 3、如图带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B 和E 。平板S 上有可让粒子通过的狭缝P 和记录粒子位置的胶片A 1A 2。平板S 下方有强度为B 0的匀强磁场。下列表述不正确的是（ ） A ．质谱仪是分析同位素的重要工具 B ．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 C ．能通过狭缝P 的带电粒子的速率等于E/B D ．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P ，粒子的荷质比越小 4、是测量带电粒子质量的仪器工作原理示意图。设法使某有机化合物的 气态分子导入图中所示的容器A 中，使它受到电子束轰击，失去一个电子变成正一价的分子离子。分子离子从狭缝s 1以很小的速度进入电压为U 的加速电场区（初速不计），加速后，再通过狭缝s 2、s 3射入磁感应强度为B 的匀强磁场，方向垂直于磁场区的界面PQ 。最后，分子离子打到感光片上，形成垂直于纸面而且平行于狭缝s 3的细线。若测得细线到狭缝s 3的距离为d ，请你导出分子离子的质量m 的表达式。

船舶流体力学考试答案

船舶流体力学考试答案

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船舶流体力学 试题卷 考试形式：闭卷 ，答题时间：100分钟，本卷面满分100分，占课程成绩的100 % 题号 一 二 三 四 五 卷 面 总 分 平 时 成 绩 课 程 总 成 绩 分数 一、(20分) 某对称机翼展长10m ，弦长2.0m ，厚度0.5m ，前缘半径0.2 m ，后缘半径近似为零，升角为12o。 (1) 画出翼型示意图，并在图上注明上述各部分(8分)。 (2) 求出展弦比、相对厚度、相对拱度。(6分) (3) 该机翼在水中运动，速度为2m/s ，水的动力粘度1×10-3 Pa·s ，密度1000kg/m 3，当升力系数0.75时，所产生的升力有多大？(6分)。 解： (1) 翼型示意图如下 (2) 展弦比=b/l ；相对厚度=t/b ；相对拱度f/b ； (3) 升力L =C L 21ρv 2lb =0.75×2 1×1000×22×10×2=30000N 姓名: 班级： 遵 守 考 试 纪 律 注 意 行 为 规 范 教研室主任签字：

二、 (20分) 有一圆柱体将两侧的水分开。已知圆柱体的半径a=1m，圆柱左边水深2a，右边水深a，水的密度1000kg/m3，周围都是大气压力p a。 求：(1) 单位长圆柱面上所受静止流体的x方向总压力P x；(6分) (2) 单位长圆柱面上所受静止流体的z方向总压力P z；(6分) (3) 单位长圆柱面上所受静止流体的作用的总压力P。(8分 ) 得分 解： (1)水平方向单位宽度作用力 F x =ρg(2a·a-a·a/2) =1.5ρg a2 =1.5×1000×9.8×12=14700N 方向向右。 铅锤方向作用力 (2)F y=ρg(πa2-πa2/4) =0.75ρgπa2 =0.75×1000×9.8×π×12=23100N 方向向上。 (3)总作用力大小及方向。

超导材料的性能与应用综述

超导材料的性能及应用综述 班级：10粉体（2）班学号：1003012003 姓名：徐明明 摘要：回顾了超导现象的发现及发展，综述了超导电性的微观机理，超导物理学研究的历史和主要成果，介绍了超导电性的几种突出的应用，并指出目前对于超导电性的认识在理论、实验、研究上都是初步的 ,还需要进行更多的和更深入全面的研究。 关键词:超导电性；超导应用；BCS理论；应用 一、超导现象的发现及发展 1908 年, 荷兰莱登实验室在卡茂林- 昂尼斯的指导下, 用液氢预冷的节流效应首次实现了氦气的液化，从而使实验温度可低到4~1K 的极低温区, 并开始在这样的低温区测量各种纯金属的电阻率。1911 年,卡茂林- 昂尼斯[1] 发现Hg 的电阻在4. 2K 时突降到当时的仪器精度已无法测出的程度, 即Hg 在一确定的临界温度T c= 4. 15K 以下将丧失其电阻,这是人们第一次看到的超导电性。昂尼斯也凭这一发现获得了1913 年的诺贝尔物理学奖。后来的实验证明，电阻突变温度与汞的纯度无关，只是汞越纯，突变越尖锐。随后,人们在Pb及其它材料中也发现这种特性:在满足临界条件(临界温度 Tc、临界电流 Ic、临界磁场 Hc)时物质的电阻突然消失,这种现象称为超导电性的零电阻现象。应该指出,只是在直流电情况下才有零电阻现象。从此，诞生了一门新兴的学科——超导。 一直到20世纪50年代,超导只是作为探索自然界存在的现象和规律在研究,1957年Bardeen、Cooper和Schrieffer[2]提出了著名的BCS理论,揭示了漫长时期不清楚的超导起因。1961年Kunzler将Nb3Sn制成高场磁体,开辟了超导在强电中的应用,特别是 1962 年Josephson效应的出现,将超导应用推广到一个崭新的领域。到20世纪70年代超导在电力工业和微弱信号检测应用方面的进展显示了它无比的优越性,但由于临界温度低,必须使用液氦,这就极大地限制了它的优越性。从20世纪70年代起人们就将注意力转向寻找高温超导体上,在周期表

科技成果——磁流体推进技术

科技成果——磁流体推进技术 技术开发单位中科院电工研究所 项目简介 该技术是利用海水通过磁场而产生的电磁力来推动海洋装置前进的新技术，它取代了传统螺旋桨、轴系、减速齿轮等结构，极大地降低了噪声；推进器的磁体、电极等是相对静止的固定装置，不受旋转机械极限功率的限制，可制造超大功率的高速海水推进器，理论航行速度可达150节。 操作简便灵活，改变电极电流的方向和大小就可以改变推进装置推力的方向及大小，空间布局灵活，推进器安静舒适。目前，已研制成功世界上第一艘超导螺旋式电磁流体推进试验船HEMS-1号，船长为3.2米，排水量约1吨，可搭乘1人，中心磁场为5特斯拉，采用不锈钢镀铂电极，推力可达40-50牛顿，船速2节。该成果获中国科学院2000年科技进步二等奖。 应用范围低噪音海洋环境勘察、海洋观光旅游。 项目所处阶段实验室研究。 市场前景 世界游轮协会资助完成的一项研究显示，美国人口中有12.3%的人曾经乘坐过游轮，每年还有数以百万的人加入到这个队伍中来；超过6800万的美国人希望乘坐游轮，超过4300万人确定会成行，这意味着潜在的游轮度假市场至少达到570亿美元，最高可能达到850亿美元。我国自1976年9月日本国际游轮珊瑚公主号首次停靠大连港，

访问中国沿海港口的游轮数量逐年上升。据《2010-2011中国邮轮发展报告》，2010年乘坐游轮赴海外旅游的出入境大陆游客达到79万人次，比上年增长20.1%。同时还有正在兴起的游艇项目，可见我国市场发展潜力巨大。应用磁流体推进技术，可形成海上观光游轮、游艇，海底观光的水下推进器，实现广大民众的海底观光愿望。磁流体推进技术噪音低、环保，对水下生物影响小，是一种环保、绿色的海洋观光技术。 合作方式 技术转让、技术入股、合作开发

关于磁流体发电的论文

浅析磁流体发电机的原理及其应用 摘要:阐明磁流体发电机,又叫等离子发电机的原理。它是根据电磁感应原理,用导电流体,例如气体或液体,与磁场相对运动而发电的一种设备。磁流体发电时,将带电的流体(离子气体或液体)以极高的速度喷射到磁场中去,利用磁场对带电的流体产生的作用,从而发出电来。 关键词:磁流体发电机;电场力;洛伦兹力;电动势;压强差;最大电流;功率 磁流体发电是一种新型的发电技术,它的非静电力是洛伦兹力。磁流体发电机是将内能直接转化为电能的装置。本文对磁流体发电机的工作原理及其所涉及的一些物理参量进行阐述, 1 工作原理 磁流体发电机由燃烧室、发电通道和偏转磁场组成,在很高的温度(大约超过2000℃)下,燃料与氧化剂在燃烧室混合、燃烧后,电离为导电的正负离子(即等离子体),并以几百米每秒的高速奔入磁场,在洛伦兹力的作用下,正、负离子分别向上、下极板偏转,两极板因聚集正、负电荷而产生静电场。这时,等离子体同时受到方向相反的洛伦兹力和电场力的作用。当电场力小于洛伦兹力时,离子继续偏转,两极电势差随之增大;当电场力等于洛伦兹力时,离子匀速穿过磁场,两极电势差达到最大值,即为电源电动势。 2 有关物理量的计算 2.1 电动势 电源最重要的两个参数是电源的电动势和内电阻。现设两极板间距为d,根据两板电势差到达最大时,等离子体所受到的电场力和洛伦兹力相等,即Bqv=Eq,又由U=Ed,可知此时两极板的电势差为U=Bdv,当外电路断路时,电源的路端电压等于电源电动势时,此磁流体发电机的电动势即为E=Bdv。 2.2 发电通道两端的压强差的计算 2.3 带电粒子单位时间内打到极板的个数 设外电路的用电器的电阻为R,额定功率为P,设每个正负离子所带的电荷量均为q。若用电器正常工作,由P=I 2R,I=PR,每秒通过用电器的电量为Q=It=PR,由于要保持正负两极之间

具有双螺旋通道的新型三相交流磁流体推进器

第２９卷第１期２０１０年１月 电工电能新技术 ＡｄｖａｎｃｅｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｎｅｒｇｙ Ｖ０１．２９，Ｎｏ．１ Ｊａｎ．２０１０ 具有双螺旋通道的新型三相交流磁流体推进器 井岩，马秀娟，许承斌 （哈尔滨工业大学（威海）信息科学与工程学院，山东威海２６４２０９） 摘要：本文首先提出了一种具有双螺旋通道的新型三相交流磁流体推进器，介绍了其圆筒形磁体外部磁场的屏蔽方式：强磁屏蔽和抗磁屏蔽。分析了在不同的屏蔽方式下磁体外部磁场的分布。最后导出在外螺旋通道产生的电磁力与各参量的关系。 关键词：磁流体；推进器；三相交流；双螺旋通道 中图分类号：Ｕ６６４．３文献标识码：Ａ文章编号：１００３－３０７６（２０１０）Ｏｌ－００１３－０３ ｌ引言 文献［１］提出一种船用磁流体推进器，其工作原理是：当圆筒形超导磁体线圈中流过对称三相正弦电流时将产生旋转磁场，该旋转磁场对圆筒形超导磁体内部的螺旋通道（简称内螺旋通道）中海水作用产生电磁力，此电磁力与通道体积成正比。为增大磁流体推进器产生的电磁力，可利用圆筒形超导磁体外部的旋转磁场，在圆筒形磁体外部增设一个螺旋通道（简称外螺旋通道），这样便构成双螺旋通道磁流体推进器。内螺旋通道的结构及其产生的电磁力已在文献［１］中阐述，本文不再提及。外螺旋通道的结构与其中海水产生电磁力的机理与内螺旋通道相同。然而圆筒形磁体内部磁场与外部磁场的分布是不同的，这是因为二者的边界条件不同（描述磁场的方程仍相同）。圆筒形磁体外部磁场的边界条件决定于磁屏蔽方式。所以本文将依次讨论圆筒形磁体外磁场的屏蔽、在不同的屏蔽方式下外磁场的分布以及外螺旋通道内海水产生的电磁力。 ２圆筒形超导磁体外磁场的屏蔽 圆筒形超导磁体的横断面图以及在无屏蔽条件下旋转磁场某瞬间的分布如图１（ａ）所示，图中Ｒ，与Ｒ：分别表示圆筒超导磁体外半径与内半径。设超导磁体建立的旋转磁场： 在ｒ＝Ｒ。处， 曰，（ｒ）＝Ｂ。ＣＯＳ（口一∞，ｔ）（１）当ｒ－＋∞时， 曰，（ｒ）＝０（２）式中Ｂ，（ｒ）为磁感应强度的径向分量；∞，为旋转磁场相对于海水的旋转角速度。 本文将要证明，在无屏蔽条件下，外磁场的曰，（ｒ）与半径ｒ的平方成反比。此旋转磁场会对船舶设备带来不利影响，必须加以屏蔽。目前有强磁屏蔽和抗磁屏蔽两种方式可供选用。 １）强磁屏蔽 采用铁磁材料制成圆筒形屏蔽，如图Ｉ（ｂ）所示，图中尺，和娥分别为圆筒屏蔽的内半径和外半径。Ｒ，应足够大，使磁感应强度径向分量日，（尺，）不大于铁磁材料的饱和值。屏蔽还应有足够的厚度，使其中的磁感应强度也不大于饱和值。在这种条件下，铁磁材料的磁导率远大于空气的磁导率，在屏蔽内表面附近的磁场方向，基本上可认为与此内表面垂直，故边界条件为： 当ｒ＝Ｒ，时， Ｂ。（ｒ）＝０（３）式中日。（ｒ）为空气中磁感应强度的周向分量（参见图Ｉ（ａ））。 ２）抗磁屏蔽 采用超导材料制成圆筒形磁屏蔽，如图１（ｅ）所示。由于超导材料具有抗磁性，当外磁场通过时，将会引起超导物质表面电流产生一个与它相反的磁 收稿日期：２００９．－０４－１９ 作者筒介：井岩（１９７６一），女，辽宁籍，讲师，硕士，从事电机及船舶推进技术研究； 马秀娟（１９６４－），女，黑龙江籍，教授，博士，从事电工技术及磁流体推进研究； 许承斌（１９３４一），男，黑龙江籍，教授，从事理论电工、磁流体推进技术等研究。万方数据

(完整版)华科船舶流体力学习题答案

习题二 2.1 设质量力2 2 2 2 2 2 f ()()()y yz z z zx x x xy y =++++++++i j k 在此力场中，正压流 体和斜压流体是否可以保持静止？说明原因。 解：22 (22)(22)()0f y z i z x j x xy y k ??=-+-+++≠r r r u v Q 333333 ()2222220f f y z z x x y ???=-+-+-=u u r u r u v 固正压流体不能保持静止，斜压流体可以保持静止。 2.2 在自由面以下10m 深处，水的绝对压力和表压分别是多少？假定水的密度为1000kg 3 m -g ,大气压为101kpa 。 解： 表压为： 10p p p gh ρ=-==1000*9.81=98100pa. 绝对压力为： 10p p p =+=98100+101000=199100pa. 2.3 正立方体水箱内空间每边长0.6m,水箱上面装有一根长30m 的垂直水管，内径为25mm, 水管下端与水箱内部上表面齐平，箱底是水平的。若水箱和管装满水（密度为 1000kg 3 m -g ），试计算：（1）作用在箱底的静水压力；（2）作用在承箱台面上的力。 解： （1）p gh ρ==1000*9.8*（30+0.6）=300186pa (2) F gv ρ==1000*9.8*(0.216+0.015)=2264N. 2.4 如题图2.4所示，大气压力为a p =100kN 2m -g ,底部A 点出绝对压力为130kN 2m -g ,问压力计B 和压力计C 所显示的表压各是多少？ 解：C 表显示： 1c A p p gh ρ=-=130-9.81*1=120.43kN 2m -g B 表显示： 2B A p p gh ρ=-=100+9.81*1*3=139.43kN 2m -g

船舶电气自动化系统运行保障分析

船舶电气自动化系统运行保障分析 在科学技术日益发展的时代背景下，船舶制造技术有了很大的进步，从以前的独立构造逐渐演变为整体自动化，船舶电气自动化指的是船舶电站的自动化，伴随着控制技术、通信技术及微处理技术的更新，船舶中的重要组成设备是电气自动化系统，保证了船舶稳定的基础运行，重点是在远航时，电气系统的正常运行决定船舶的安全稳定运行。文章针对船舶电气自动化系统在运行中具有安全稳定性保障技术展开分析。 标签：船舶；电气自动化；安全；稳定 1 船舶电气自动化系统概述 1.1 综合化 船舶电气化的综合发展归功于计算机技术的兴起，通过计算机控制技术将船舶内的各种电气控制整合至一个界面，通过该界面可以完成对所有电子系统的控制，通过这一综合控制可以避免出现突发事件出现时无法解决，或者由于电子元件过多造成多操、误操、重复操作等操作失误问题，大大提高了船舶运行的安全性和稳定性。 1.2 网络化 进入20世纪90年代后，现场总线技术和计算机技术为船舶电气自动化系统的网络发展提供技术支持，把各种信号线集合在一起采用总线技术，把信号通信传递给不同的部件和模块，在船舶电气系统中，对船舶系统采用双层网进行控制，一般数据采集网是第一层，控制网是第二层，保证船舶电气自动化系统的可靠性和稳定性非常有效，冗余结构一般采用在船舶系统的控制网。根据系统又分成若干子网络，如推进系统、电力监控系统、动力定位系统、通信导航系统等。通过系统的冗余网络化，集各系统功能之众，通过船舶系统进而形成了一个分布式系统加强船舶系统的稳定运行。 2 我国船舶电气自动化的发展现状 2.1 GPS全球定位系统 在科技快速发展的今天，人们特别关注GPS全球定位系统。如今，GPS全球定位系统最终精确到几米，广泛地在我国的船舶上使用安装，在船舶行业已成为必备装置。 2.2 船舶整体自动化 计算机技术和网络信息技术的飞跃发展，使得自动化技术也广泛的在我国的

磁流体推进技术概述

磁流体推进的研究 姓名：娄树旗 学号：20090916 班级：04120901 专业：电子科学与技术（光电子方向） 摘要：磁流体推进是利用海水中电流与磁场间的相互作用力使海水运动而产生推力的一种推进方法，可用于船舶、鱼雷、潜艇等水中作业工具，具有振动小、噪声低、操作灵活等优良特点。由于超导磁体的应用，目前磁流体推进技术已处于推进实用化研究阶段，大部分科学难题都已得到解决，但仍有少部分问题没有得到有效解决，比如如何完善超导材料及磁体技术。为了能够找到克服技术难题的关键，必须从工作原理对磁流体推进技术作详细的叙述，对磁流体推进器作系统的分析和对比，从中发现线索，找到突破口。 关键词：磁流体推进；超导磁体；工作原理 一、引言： 传统的船舶动力来源一般是人力、自然力、机械力，既耗时又耗力。现代船舶改用电力 作为推动装置，大大简化了操控过程，再加上核能发电技术的日益完善，现代船舶航行现状大为改观，船速更快，船向变化更灵敏。而磁流体概念的诞生又为现代推进技术增加了改进的可行性。 二、磁流体推进的工作原理： 法拉第研究出电与磁的关系后，世人对电磁之间的关系产生了极大的兴趣，以至于电磁技术在短时间内得到了长足的发展。磁流体推进技术便是电与磁相互作用的结果。 带电离子或者通电直导线在磁场中会受到力的作用，带电粒子受的力叫洛伦兹力，通电 导线受的力叫安培力。该力与离子运动速度或者导体棒中的电流满足左手系，即伸直左手，让磁感线垂直穿过手心，四指指向离子运动或导体棒中电流的方向，大拇指的指向就是带电粒子或者通电直导线受到的力的方向。磁流体推进技术就是依据以上的基本原理发展起来的。 我 们 先看一个磁流体推进简图（右图所示）。 此图为磁流体推进最简单的矩形通道 图，该矩形长、宽、高分别为L 、a 、b ，电流大小为I, 电流密度为J ，电源电动势为E ，穿过绝缘板的磁场的磁感应强度为B ，海水受力海水F ，矩形通道受力为推F ，海水流 速为u ，船速为船v 。

螺旋通道磁流体推进器

螺旋通道磁流体推进器 Spiral Channel MHD Propulsion 直管马鞍型超导磁流体推进器结构简单，但超导线圈与相关结构复杂，一种螺旋通道磁流体推进器的超导线圈简单，水流通道相对复杂但对于机械制造是简单的。中科院电工所在1998 年研制了世界上第一艘超导螺旋式磁流体推进试验船(HEMS -1)，是一艘在海水中行驶的超导磁流体推进船，由于在公开资料中没有看到螺旋通道磁流体推进器的近期新技术，本课件根据(HEMS -1)有关资料对其基本结构与原理作简单介绍。 螺旋通道磁流体推进器的超导线圈就是一个圆筒形线圈，圆筒也是水流的通道，通电后圆筒线圈内产生磁场，磁场方向与线圈筒轴线平行，但在筒内任何方向的电流都不可能使水轴向流动，电磁力不可能使水流动方向与磁力线方向平行，需要采取某种方法使筒内的水转为轴向流出。在图1中有一个线圈，在线圈轴线处安装一个圆柱面电极（内电极），在线圈筒内壁面安装圆筒面电极（外电极），通上直流电，线圈产生轴向磁场，内电极接电源正极，外电极接电源负极，水在电磁力作用下在管内做环形流动，见图1。

图1-在线圈内产生环形水流 怎样让环形的水流变成轴向呢，在线圈筒内安装一块挡板，挡板以电流方向为轴，与磁力线有一定夹角（约45度），挡板拦住了环形水流，使其转为轴向，见图2。 图2-线圈内环形水流受挡板作用转为轴向

以上过程用一段3D动画来演示，动画中的红色箭头线代表电流方向，蓝色箭头线代表磁场方向，运动的绿色小球代表水流走向。 螺旋通道磁流体推进器原理动画 实际的螺旋通道磁流体推进器内不是简单的几块挡板实现水流的转向，是在线圈筒内建立螺旋通道，螺旋通道部件中部是中轴体，在中轴体上绕有螺旋片，形成螺旋通道，在通道前端还有几片导流片，在后端有几片整流片，螺旋片、整流片、导流片均由绝缘材料制作，图3是螺旋通道部件的结构。 水从螺旋通道前端进入经前端导流片后进入螺旋通道，前端导流片的作用使进入螺旋通道的水较平稳，不出现涡流或湍流，水经过通道螺旋段后到后端整流片，使流出的水由螺旋运动转为轴向流动。 图3-螺旋通道磁流体推进器的螺旋通道结构

船舶流体力学第7章(打印)

第七章 势流理论（二） 本章主要讨论： 轴对称有势流动和机翼绕流的有关理论。 §7.1 轴对称流动 一条曲线绕轴旋转一周形成的物体形状称为旋成体。 当来流沿旋成体中轴线方向绕流旋成体时，通过中轴线的各子午面上的流动均相同，这种流动称为轴对称流动。比如，均匀流绕圆球的流动。 对于无旋轴对称流动，存在速度势函数φ和流函数ψ 。 但，速度势函数φ是调和函数，流函数 ψ 不是调和函数。 采用柱坐标(r ,θ,x )，设 x 轴为对称轴，流动参数不随 θ 变化。 ),,(t x r v v r r = ),,(t x r v v x x = 不可压缩流体的轴对称势流应该满足： ()()0=??+??x rv r rv x r 连续性方程： 0=??-??r v x v x r 无旋条件： 如果存在物体壁面S ，速度应该在物面上满足边界条件： 0=v 物面法向流速为零： ∞=V 无穷远处流速： 求解不可压缩流体轴对称势流问题的主要任务就是寻求满足以上方程组和边界条件的速度矢量。 有两种数学求解途经: r x V ∞ 轴对称轴

途径一：0122222 =??+??+??=?x r r r φφφφ控制方程： 0=物面无穿透条件： ∞=无穷远处来流： x v r v x r ??= ??= φφ,这里： 速度势函数φ是调和函数，可以采用叠加法求解。 途径二：012 2222 =??+??-??=x r r r D ψψψψ控制方程： 0=物面无穿透条件： ∞=无穷远处来流： r r v x r v x r ??= ??- =ψ ψ1,1这里： 流函数函数Ψ不是调和函数，称为斯托克斯函数。但它是线性的，也可采用叠加法求解。 一.基本的轴对称势流： 1.均匀直线流： 0,,0===∞θv V v v x r ∞=??==??= V x v r v x r φφ,0Θ x V ∞=∴φ ∞=??==??-=V r r v x r v x r ψψ1,01Θ 又 22 1 r V ∞=∴ ψ 2.空间点源(汇)流： (0 , 0)处有一点源 Q ： R v R Q 2 4π=

磁流体发电技术

关于磁流体发电技术的几个问题 摘要：磁流体发电技术经过30多年的研究，已经取得相当大的进步。 但其本身技术的发展很大程度上取决于其他科学技术的发展和进步。本文首先介绍了磁流体发电的原理，然后简述了磁流体发电技术。尤其对开式磁流体发电技术及其装置进行了详细的阐述。最后，分析了通过提高发电机的效率、超导技术和解决耐高温材料等方面来改善发电技术的可行性。 关键词：磁流体 磁流体发电及其优点 发电机 超导技术 高温材料。 能源问题是21世纪世界面临的重大问题之一。我国的能源处于短缺中，又因能源储备有限，随着我国经济的飞速发展，随之面临着能源危机。而化石燃料的使用对大气造成的污染不可估量。寻找绿色无污染的能源替代品成为了当务之急，而磁流体发电技术可以解决上述的问题。 磁流体发电的研究开始于20世纪50年代末，其具有综合效率高、污染低、结构简单、启动快等优点。作为一种新型发电技术被认为是最可行、最具有竞争力的直接发电方式。迄今，中国、美国、印度、澳大利亚以及欧洲共同体等都致力于这方面的研究和探索。随着科学技术的进步，磁流体发电具有广阔的发展空间和应用前景。 1.磁流体发电及其分类 磁流体发电是一种新型的高效发电方式，其定义为当带有等离子状态，是指物质原子内的电子在高温下脱离原子核的吸引，使物质呈为正负带电粒子状态存在。 是导体流体以一定的速度垂直通过磁场进而以感生电动势产生电功率，能量从内能直接转化为电能。磁流体发电按其工作物质的循环方式可分为开式循环方式、闭式循环方式和液态金属循环方式。通常在高温和高速下，通过把钾、铯等碱金属加入到惰性的工作物质中来使其具有足够的电导率。和普通的风力、水利和核能发电，优点表现的很突出，其一是利用磁流体发电机发电，只要加快带电流体的喷射速度，增加磁场强度，就能提高发电机的功率。人们使用高能量的燃料，再配上快速启动装置，就可以使发电机功率达到1000万KW ，这就满足了一些需要大功率电力的场合。其二是节约燃料%25~%20，甚至更多，这是个巨大的数字，具有重要的经济意义。其三是污染少也是与普通火力发电比较而言。磁流体发电有“种子”回收装置，起自动脱硫作用，大气污染大为减少；联合循环热效率高，热污染比火力发电减少三分之一，比原子能发电减少一半，大大减少冷却水的用量。此外，还有单机容量大，可达千万千瓦1台；起动快，可在几秒钟内达到满负载；比功率很大，发电机体积和重量相对比较小等。本文将对最简单的开式磁流体发电系统进行研究和探讨。

读书报告--船舶之中的流体力学

读书报告 ——船舶之中的流体力学摘要： 凡不能像固体一样保持其一定形状，并容易流动的物质称为流体。流体包括液体和气体。流体力学是力学的一个分支，它主要研究流体本身的静止状态和运动状态，以及流体和固体界壁间有相对运动时的相互作用和流动的规律。流体力学在造船学和海洋工程学中的应用包括独立的专题，并涉及到广泛的先进技术。人们根据流体力学的理论知识，可以提高船舶的运行速度和效率。 关键词：流体，船舶，阻力，动力 凡不能像固体一样保持其一定形状，并容易流动的物质称为流体。流体包括液体和气体。流体力学中研究得最多的流体是水和空气。它的主要基础是牛顿运动定律和质量守恒定律，常常还要用到热力学知识，有时还用到宏观电动力学的基本定律、本构方程和物理学、化学的基础知识。1738年伯努利出版他的专著时，首先采用了水动力学这个名词并作为书名；1880年前后出现了空气动力学这个名词；1935年以后，人们概括了这两方面的知识，建立了统一的体系，统称为流体力学。流体力学是力学的一个分支，它主要研究流体本身的静止状态和运动状态，以及流体和固体界壁间有相对运动时的相互作用和流动的规律。而流体力学又有很多的分支，比如航空里面应用的空气动力学，水利、土木工程里面应用到的水力学，而我此次读书报告所涉及的则是造船中应用广泛的船舶流体力学。 船，人类最早的运输工具之一。它连接了七大洲，把文明传向世界。在科学知识的海洋里，我们乘坐探索之船，向那片未知的水域驶近。由阿基米德原理我们知道浸在静止流体中的物体受到流体作用的合力大小等于物体排开的流体的重力，这个合力称为浮力。船在正常的行驶条件下，受到的是向上的水的浮力和向下的重力，这两个力构成一对相互平衡力，使船在水面上不至于沉没，这是我们最初知道的最简单的力学关系。然而，在江河湖海里面航行的船只，除了简单的受到浮力和重力外，航行还会收到很多因素影响，比如前进过程中水的阻力、水流速度、水的深度、水面波浪等。这些因素综合起来影响到船只航行的速度和效率。另外船舶在航行时不可能一帆风顺，经常会有意外