[发明专利]用于液态金属磁流体发电研究的实验装置及其使用方法

说明书

本发明涉及液态金属磁流体发电装置领域，尤其涉及用于液态金属磁流体发电研究的实验装置及其使用方法。所述实验装置包括：泵头，过滤器，涡轮流量计，回收球阀，管道，前置压力变送器，发电通道，聚磁装置，后置压力变送器；所述管道通过法兰将凸轮转子泵的泵头的进口、过滤器、涡轮流量计、回收球阀、发电通道和凸轮转子泵的泵头的出口连接起来共同组成循环管路；所述前置压力变送器、后置压力变送器分别在安装在发电通道的入口、出口的管道上；所述聚磁装置包围在发电通道的外围，聚磁装置中的磁铁与发电通道的绝缘通道板间隙配合。本发明设计的实验装置能够有效模拟液态金属磁流体发电特性的情况，对发电通道特性的研究分析具有重要的意义。

技术领域

本发明涉及液态金属磁流体发电装置领域，尤其涉及一种用于液态金属磁流体发电研究的实验装置及其使用方法。

背景技术

本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

液态金属磁流体发电技术是指驱动液态金属经过发电通道切割磁力线，在电极上产生感应电动势输出电能的技术。它与传统发电机相比，液态金属磁流体发电仅需管道、阀门、磁铁等简单构件即可实现机械能到电能的直接转换，是一种新型、高效的发电方式，由于没有机械转换环节，又称为直接发电技术。

对于液态金属磁流体发电技术的研究主要在于对发电通道特性的研究，发电通道特性是指磁流体发电过程中发电通道内部流场、电场、磁场等量的分布特性，其直接影响发电性能。发电通道特性主要分为动力学特性和电磁学特性。动力学特性是指发电通道内部流场分布。磁流体由于受到洛伦兹力作用，动力学特性与普通流体有明显区别。电磁学特性是指磁流体发电通道内电磁场分布、发电功率及效率等。

2005年中国科学院电工研究所在国内首次提出将新型液态金属磁流体技术应用于波浪能发电，2008年底成功研制了一台原理性演示装，2012年开发了2kW液态金属磁流体波浪能发电试验样机。中国专利201610191945.5公布一种鳐鱼式液态金属磁流体发电装置及发电方法。目前，许多科研院校和机构已经开展研究了液态金属磁流体发电技术，研究液态金属磁流体发电的方法主要有三种：理论计算、样机试验和数值模拟。

然而，本发明人研究发现：目前，一方面对于液态金属磁流体发电技术研究投入不够，导致液态金属磁流体发电通道的设计仍缺乏相关标准规范的指导，另一方面，对于液态金属磁流体发电特性研究实验缺少系统化、标准化的实验装置及装置，灵活变更的实验参数条件也受到实验装置的限制，无法促进液态金属磁流体发电理论和发电通道特性的研究。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供一种用于液态金属磁流体发电研究的实验装置及其使用方法，本发明设计的实验装置能够有效模拟液态金属磁流体发电特性的情况，对发电通道特性的研究分析具有重要的意义。

本发明的目的之一：提供一种用于液态金属磁流体发电研究的实验装置。

本发明的目的之二：提供一种用于液态金属磁流体发电研究的实验装置的使用方法。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术手段为：

首先，本发明公开一种用于液态金属磁流体发电研究的实验装置，包括：泵头，过滤器，涡轮流量计，回收球阀，管道，前置压力变送器，发电通道，聚磁装置，后置压力变送器；其中：所述管道通过法兰将凸轮转子泵的泵头的进口、过滤器、涡轮流量计、回收球阀、发电通道和凸轮转子泵的泵头的出口连接起来共同组成循环管路。所述前置压力变送器、后置压力变送器分别在安装在发电通道的入口、出口的管道上。所述聚磁装置包围在发电通道的外围，聚磁装置中的磁铁与发电通道的绝缘通道板间隙配合，从而为发电通道提供磁场。

其次，本发明公开所述用于液态金属磁流体发电研究的实验装置的使用方法，包括如下步骤：