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团队最新研究成果发表(先进核能利用技术方向)-2023-No.01
发布时间:2023-01-05

面向空间堆液态金属散热系统的应用需求,团队最近在液态金属永磁体电磁泵技术方面取得了创新性研究成果,发表在核工程领域国际期刊《Annals of Nuclear Energy》上:


Liang Yao, Xiao-Bin Li, Hong-Na Zhang, Li-Xia Chen, Feng-Chen Li, “A novel Halbach array electromagnetic pump for liquid metal flow: Design proposal and performance analysis”, Annals of Nuclear Energy 183 (2023) 109641.


本文内容提要如下:


将“哈尔巴赫环形永磁阵列”应用于直流传导电磁泵(DC-EMP),提出了一种“液态金属哈尔巴赫阵列电磁泵”(HA-EMP)。基于液态金属二回路在空间反应堆中的应用背景,进行材料选择和结构设计。研究了电磁泵在不同流量、电流和通道尺寸下的性能。结论如下:由磁场引起的磁流体动力学(MHD)制动效应是DC-EMP中有限流量的原因;增加流体中的磁通量密度有利于获得更高的压头,但流量也降低;与传统结构电磁泵(Trad-EMP)相比,HA-EMP具有更高的扬程、更小的尺寸和更轻的重量,更具发展潜力。对于相同的尺寸,在当前研究的参数范围的条件下,HA-EMP将静压头和工作效率分别提高了84%和15%以上,而流量降低了41%以上。在磁通密度相同的情况下,HA-EMP比Trad-EMP节省50%以上的体积。然而,磁场的端部效应仍然严重阻碍其更好的性能,并将成为下一步优化的重点。