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摘要
盘式磁流体发电机工质因其主要吸收切线方向法拉第电流产生的自激焦耳热而形成非平衡电离等离子体。当盘式通道型线一定时,等离子体松弛区域的变化将改变发电通道入口等离子体吸收自激焦耳热区域的大小,引起发电通道入口等离子体电离状态变化,导致等离子体非平衡电离不稳定,严重影响发电机输出性能。本文采用非平衡盘式磁流体发电机的非稳态准一维数学模型进行数值模拟,分析较高磁感应强度下盘式磁流体发电机等离子体松弛区域对等离子体稳定性和磁流体流动特性的影响。分析结果表明:当发电通道型线和气体滞止状态一定时,等离子体松弛区域的改变抑制发电通道中电子数密度的波动,维持等离子非平衡电离的稳定性,促进发电机性能的提高;磁感应强度越高,等离子体松弛区域越小,最优阳极位置越靠近圆盘中心,发电通道中等离子体越容易达到非平衡电离的稳定;等离子体松弛区域的改变抑制了发电通道中或发电通道前等离子体流动中激波的产生,维持了发电通道中等离子体适当的超音速流动,促进发电机性能的提高;磁感应强度越大,发电通道中激波的产生越受等离子体松弛区域的影响,发电机的性能极易恶化。
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单位华北科技学院; 中国科学院大学; 中国科学院电工研究所
