超导磁流体推进技术—动装22页PPT
《磁流体发电简述》课件
磁流体发电的技术瓶颈与挑战
• 系统集成与优化技术：如何将各个组件高效集成 并优化系统性能，降低制造成本是另一大挑战。
磁流体发电的技术瓶颈与挑战
03
技术更新换代
成本控制
环境保护
随着科技发展，磁流体发电技术需要不断 更新换代以满足更高的能源需求。
实验结果与分析
结果分析
实验结果表明，磁流体发电机的性能受到多种因素的影响，包括磁场强 度、流体温度和流速等。
通过调整实验参数，可以优化磁流体发电机的性能，提高其发电效率。
模拟研究与结果分析
01
模拟方法
02
使用数值模拟软件，如ANSYS Maxwell或COMSOL
Multiphysics等，建立磁流体发电机的数学模型。
《磁流体发电简述》ppt课件
目录
• 磁流体发电的基本原理 • 磁流体发电的应用 • 磁流体发电的发展现状与前景 • 磁流体发电的实验研究与模拟 • 结论与展望
01
磁流体发电的基本原理
磁流体发电的定义
• 磁流体发电：利用高温、高速的导电流体在磁场中受 到洛伦兹力作用而产生的电动势进行发电的技术。
磁流体发电能够为航天器提供高 效、可靠的能源，尤其在深空探 测任务中，能够确保能源的持续 供应。
推进系统优化
磁流体发电技术也可应用于航天 器的推进系统，提高推进效率， 减少推进剂的消耗。
磁流体发电在工业领域的应用
高效能源利用
磁流体发电技术能够提高工业生产过 程中的能源利用效率，降低能耗和生 产成本。
降低磁流体发电成本，使其在市场上更具 竞争力是当前的重要任务。
随着环保意识的提高，如何实现磁流体发 电的环保生产也是一大挑战。
超导磁流体推进技术—动装
结语：
磁流体技术作为新出现的动力装置 技术，近些年取得一定的发展，但是还 不足以灵活应用，还有一些问题，相信 不久在诸多科学家研究下能突破瓶颈， 使其成为未来的最主要动力装置。
开端：70年代，七〇二所曾经研究过常规导体的磁 流体推进技术（推进效率极低）
近年成果：
• 超导磁流体推进器回路试验装置的研制 • 螺旋式磁流体推进试验船－“HEMS-1”的研制 • 中日高场强磁流体推进器的试验研究
中国洛神号超导磁流体潜艇试车重 大突破,领先世界。超导电磁流体推进是 把电能直接转换成流体动能，以喷射推 进取代传统螺旋桨推进的新技术，它具 有低噪音和安全性等特点，在特殊船舶 推进应用中具有重大价值。中科院从 1996年开始超导磁流体推进技术的研究， 研制成功世界上第一艘超导螺旋式电磁 流体推进实验船，2000年获中科院科技 进步二等奖。建成了用于磁流体推进器 水动力学研究的海水循环试验装置和用 于试验船综合性能研究的航试水池。
磁流体动力装置技术的特点
操作灵活：
通过改变磁流体推进器中电极的极性或电流的大小即 可改变推力的方向或推力的大小，而改变电极的极性或电 流的大小较机械逆转或变速更容易实现，并容易做到平滑 调速，从而提高了舰船的灵活性，改善了舰船的操纵性能。
磁流体动力装置技术的特点
缺点：
• 当前技术水平下成本高、速度慢； • 需大型发电机，增加船只重量。
磁流体推进原理简图
结构简图
超导磁流体推进器的组成及结构形式
主要组成
超导磁体 通道 电极 电源和控制测量系统
超导磁流体推进器的组成及结构形式
线形通道磁流体推进器
结构形式
螺旋形通道磁流体推进器
环形通道磁流体推进器
应用船舶主要构成部分
《磁流体发电简述》PPT课件
2021/3/8
12
磁流体发电其原理图如下所示
原理：经高温电离了的等 离子体气体，高速通过磁场时， 在洛伦兹力作于下，正离子会 向左面电极偏转，负离子会向 右面电极偏转。从而在两极间 形成电势差，向外界提供可资 利用的电动势。
特点：磁流体发电只须进 行一次性的能量转换,即可发 电。从发电机中出来的热气流 还可以进行传统的二次发电， 比传统发电机效率大为提高。 因此，它是目前许多国家都在 积极研制的一项高新技术。
2021/3/8
13
磁流体发电示意图
磁流体发电
2021/3/8
14
磁流体发电技术
技术：在磁流体发电机中，气流的温度 高达2000～3000K,气流喷射的速度可达800米/ 秒~1000米/秒。
为了使磁流体具有足够的电导率，需在高 温和高速下，加上钾、铯等碱金属和加入微量 碱金属的惰性气体(如氦、氩等)作为工质，来 提高电离度。然而这些离子具有强腐蚀性。
磁流体发电简述
2021/3/8
1
磁流体发电简述
• 前言 • 磁流体发电的历史 • 磁流体发电原理与技术 • 磁流体发电装置系统构成 • 磁流体发电优点 • 磁流体发电的前景展望
2021/3/8
2
前言
能源问题是21世纪世界面临 的重大问题之一。能源的开发利 用不仅为人类带来了文明和繁荣， 也为人类的生存环境带来了巨大 的灾难，所造成的温室效应、酸 雨、臭氧层空洞、生态失衡以及 核燃料污染等问题严重威胁着人 类的生存。因此，为实现可持续 发展，开发新的能源种类、研究 节能新技术、探讨能源与环境的 关系已成为世界瞩目的课题。 “物理学——研究物质、能量和 它们的相互作用的学科——是一 项国际事业，它对人类未来的进 步起着关键的作用。
超导磁流体推进器
追求卓越
我国的新概念核潜艇
中国洛神号超导磁流体潜艇试车
厚德博学
追求卓越
（一）形体和内置设备以及分布状况 这种磁流体推进器潜艇是内置式，六连环螺旋直流体推进器为装置， 将部分参照俄罗斯K级（“基洛”877-636）型艇，以及美国的“弗吉尼 亚”级核潜艇，还有法国“红宝石”核潜艇的各方面的特点，在此基础上 也凝聚中国的设计人员的智慧和力量，所以说，它是世界上最先进、最前 卫、最具有战斗力的未来潜艇。 指挥台围壳采用矩形的双轴线结构，两侧及围壳、舵内壳采用最新的 高强度塑钢，它的承受力比目前的潜艇钢高出三倍以上，从理论上说，最 深深度可达800―1000米。当然这只是处于实验阶段。外壳敷设无缝绝缘 吸声材料。 内部设置也基本参照“弗吉尼亚”级滴水型攻击艇。试验艇内壁有武 备舱、指挥舱、电池舱、发电机舱、操纵舱和磁流体推进器舱。另外装有 一个球型声纳基阵，艏舱布置六具潜艇垂直发射筒，是作为战略武器的一 部分。四具鱼雷发射管向两舷外偏与轴线成10°夹角，以增加发射扇面并 有利于发射后的规避。 该艇可以发射鱼雷、反舰导弹、潜对空导弹、水雷之外，还可以操作
厚德博学 追求卓越
深度；而尾升降舵用于产生纵倾或保持已有的纵倾角。有的潜艇没有首升降舵 ，而改设指挥台围壳水平舵。其缘故是围壳舵比首升降舵能更好地在各方向上 保持潜艇良好稳定性。为了使潜艇航行稳定，一般潜艇艇尾还设有垂直稳定翼 和水平稳定翼。 目前，潜艇在概念试验阶段还存在操纵性上有不安全因素，譬如高速航 行时，会产生急剧增减航速或突然改变航向、深度，极易出现纵、横摇摆及埋 首现象。而发生卡舵时，潜艇则会很快超深下沉。为了从根本上解决操纵性问 题，打算将磁流体推进器与舵设备同时装设在潜艇上，当潜艇静止或低速航行 时，采用喷水推力操纵，而高速航行时则将舵设备与推进器混合使用，可最大 限度的消除舵设备的惯性作用，保持稳定运动。同时，自动化的操纵控制技术 还将使操艇人员能够象驾驶飞机一样操纵潜艇。 说到威胁力，磁流体推进潜艇对于2l世纪的潜艇设计师和建造师来说，具 有极大的吸引力。因为这种全新的推进方式将使潜艇在战术、技术性能上发生 质的飞跃。只要艇员的身体素质和艇内的生活用品允许，磁流体潜艇将拥有无 限的续航力和自持力；只要艇体强度承受得住，又可在任意深度航行；更为重 要的是，这种潜艇具有空前的的安静性和水下高速航行、高速机动能力，成为
超导磁流体推进器
超导磁流体推进器我国代号为“洛神”的“超导磁流体推进器”潜艇研制已经取得了重大突破，开始进入试车定型阶段。
我国是个海洋大国，随着大洋经济的到来，我们越来越意识到海洋的重要性。
但是由于我国的海军建设一直以来都是以近岸防御为主，而对保护稍远的海上利益却显得有些力不从心。
于是大力发展远洋海军，对中国来说是势在必行。
可是，一味追赶，一味模仿外国海军的模式,总令中国头头脑脑们陷入极大的被动。
于是在90年代初期，由中国科学院电工所与中国舰船研究院负责，一个称为“剑鱼”（99工程）的计划实施了，其实质便是超导技术在海军舰艇方面的应用研究。
从开始研制到今天试车成功这十几年时间里，我们的科学家们可谓是创造了人类的一个奇迹。
下面我们就以下几个方面对我国的新型潜艇进行了解：中国“洛神”超导磁流体推进器潜艇90年代初期，由中国科学院电工所与中国舰船研究院负责，一个称为“剑鱼”（99工程）的计划实施了，其实质便是超导技术在海军舰艇方面的应用研究。
从开始研制到今天试车成功共花费这十几年时间.1、外型：当初分别参照了俄罗斯K级（“基洛”877-636）型艇，以及美国的“弗吉尼亚”级核潜艇，还有法国“红宝石”核潜艇作为新舰风洞模型。
然而这些在以前的动力装置下，被喻为世界顶尖的水滴型设计的外型，在以超导磁流体作为动力的风洞实验中，其钝型的舰首在高速行驶下会与海水形成一个酷似音障的水障，因此大大影响了航速。
于是，凝聚着中国的设计人员的智慧和力量的鱼形外型出现，并近乎完美的通过了风洞试验。
其首部与尾部各有一对升降舵，在使用中，首升降舵主要用于产生正、负升力，改变或稳定航行深度；而尾升降舵用于产生纵倾或保持已有的纵倾角。
两侧及围壳、舵内壳采用最新的高强度塑钢，它的承受力比目前的潜艇钢高出三倍以上，下潜最深深度可达800―1000米。
而船体则包裹着一层由特殊材料制成的弹性“皮”称为“无回声蒙皮”，这种皮使艇壳对于声纳波几乎无反射.2、动力：“超导磁流体推进”作为一个非常复杂的课题，它由几个部分构成：A、蓄电池舱：作为备用能源，磁流体推进器仍须装备一定数量的蓄电池，该舱*近艇的中部指挥舱下层空间。
超导磁流体推进技术—动装共24页
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
超导磁流体推进技术—动装
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
超导磁流体推进新技术
超导磁流体推进新技术从船被“造”出来的第一天起，人们就没有停止思考怎样让它更好的“前进”……寻找可借之力据船史学家考证，距今约一万年前，人类就开始使用篙、短桨和橹等工具，驱驶着独木舟、木排以及皮筏等原始船只在水中航行。
大约在5000年前，埃及、腓尼基和巴比伦就出现了装桨的船只，靠众多奴隶划桨航行。
这是船舶发展史上最早的推进方式：肌肉加木桨。
公元前3000年，古希腊人首次使用了帆，利用风力驱动船只前进，这便是船舶的又一种推进方式：风力加船帆。
然而，在此后长达3500年的时间里，木桨一直仍是船舶最主要的推进器。
尽管在一些桨船上也挂有简易的横帆，但那只是辅助动力，如图2。
纯粹用帆作为推进器的船舶直到16世纪以后才开始普及，然后，风帆航海时代延续了将近300年。
18世纪下半叶，英国人瓦特发明了蒸汽机，随之带来了船舶动力的革命，而机动篙、机动划桨、明轮及螺旋桨等动用新动力的新型推进器设计相继出现。
就19惜纪卜半叶蒸汽机的性能及工业条件而言，无疑明轮最为适宜，它由安装在船舷或船尾的大转轮旋转打水推动船舶。
因为巨大的叶轮一半暴露在水面之外一目了然，人们称之为“轮船”，而这一称呼一直沿用到了现在，如图3。
明轮风光了百余年，但在风浪下叶轮的桨板会完全露出水面而形成空转、导致主机“飞车”自毁，而桨板又极易受损坏。
因此，19世纪中叶以后，远洋船舶不得不寻找推进“新秀”——螺旋桨。
使用螺旋桨的想法由来已久，如图4。
有人认为早在15世纪，达芬奇就提出了类似构想，而另一种说法则认为一位叫伯努力的瑞士人于1752年的某天，因观看一木匠干活，而受螺丝钉的启发提出了螺旋桨的设想。
遗憾的是，当时没有蒸汽机，所以直到80年后(1838年)英国人史密斯才研制出世界上第一艘螺旋桨船“阿基米德”号。
船上的那只螺旋推进器是一只“长尾巴”一样的木制单螺纹蜗杆，最初试航时，达到了约4节航速。
然而，一次偶然的螺杆断裂却证明螺旋越少、航速越高，断杆竟然跑出了13节的航速。
超导介绍及应用ppt课件
图8 超导量子干涉仪
课件部分内容来源于网络，如有异 议侵权的话可以联系删除，可编辑 版！
失 超
Ic(V) I
时所输送的电流。
课件部分内容来源于网络，如有异 议侵权的话可以联系删除，可编辑 版！ 15
三、超导体的物理特性
(1)零电阻现象(Zero Resistance)
(a) T>Tc在超导环上加磁场 (b) T<Tc圆环转变为超导态
(c) 突然撤去外电场，超导环中产生持续电流 课件部分内容来源于网络，如有异
课件部分内容来源于网络，如有异 议侵权的话可以联系删除，可编辑 版！ 1
目
录
• 一、超导现象的发现 • 二、三个重要的物理参数 • 三、超导体的物理特性 • 四、超导的微观机制(BCS理论) • 五、超导技术的应用 • 六、高温超导体的发现 • 七、超导材料 • 八、结束语
课件部分内容来源于网络，如有异 议侵权的话可以联系删除，可编辑 版！
正常态
Hc(0)
超导态
有经验公式：
Hc(T)=Hc(0)(1-T
2 2 /Tc )
Tc
T
14
课件部分内容来源于网络，如有异 议侵权的话可以联系删除，可编辑 版！
临界电流
V 超导体无阻载流的能力 也是有限的，当通过超导体 中的电流达到某一特定值时， 又会重新出现电阻，使其产 生这一相变的电流称为临界 电流，记为Ic。目前，常用 电场描述Ic(V) ，即当每厘米 样品长度上出现电压为1V
议侵权的话可以联系删除，可编辑 版！
30
（2）超导技术在交通运输方面的应用
高温超导磁悬浮实验 车“世纪号”
日本超导磁悬浮列车 MAGLEV
课件部分内容来源于网络，如有异 议侵权的话可以联系删除，可编辑 版！