浅谈磁流体推进器
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
磁流体推进技术概述
磁流体推进研究姓名: 娄树旗学号: 0916 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相互作用力使海水运动而产生推力一个推进方法, 可用于船舶、鱼雷、潜艇等水中作业工具, 含有振动小、噪声低、操作灵活等优良特点。
因为超导磁体应用, 现在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四处理, 但仍有少部分问题没有得到有效处理, 比如怎样完善超导材料及磁体技术。
为了能够找到克服技术难题关键, 必需从工作原理对磁流体推进技术作具体叙述, 对磁流体推进器作系统分析和对比, 从中发觉线索, 找到突破口。
关键词: 磁流体推进; 超导磁体; 工作原理一、引言:传统船舶动力起源通常是人力、自然力、机械力, 既耗时又耗力。
现代船舶改用电力作为推进装置, 大大简化了操控过程, 再加上核能发电技术日益完善, 现代船舶航行现实状况大为改观, 船速愈加快, 船向改变更灵敏。
而磁流体概念诞生又为现代推进技术增加了改善可行性。
二、磁流体推进工作原理:法拉第研究出电与磁关系后, 世人对电磁之间关系产生了极大爱好, 以至于电磁技术在短时间内得到了长足发展。
磁流体推进技术便是电与磁相互作用结果。
带电离子或者通电直导线在磁场中会受到力作用, 带电粒子受力叫洛伦兹力, 通电导线受力叫安培力。
该力与离子运动速度或者导体棒中电流满足左手系, 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方向, 大拇指指向就是带电粒子或者通电直导线受到力方向。
磁流体推进技术就是依据以上基础原剪发展起来。
越大。
当物体在流体中作低速运动时, 流体阻力近似与速率成正比; 高速时, 流体阻力近似与速率平方成正比。
当船体运动达成稳定时, 能够认为流体阻力与船速平方成正比, 即:2u k f e '=（k '为常数） （7） 若设船质量为m , 运动时加速度为a , 则由牛顿第二定律可得:ma f F F e =-'+ （8） 考虑流速所引发压力改变, 利用伯努利方程:=++221P v gh ρρ常量 或者 2222211121P 21P v gh v gh ρρρρ++=++ （9）（其中221v ρ项与流速相关, 称为动压强; P 和gh ρ则称为静压强） 由伯努利方程可知: 流速高地方压力低, 流速低地方压力高。
磁流体推进器原理
磁流体推进器原理磁流体推进器（Magnetohydrodynamic Propulsion，MHD）是一种利用磁场作用在电离气体中产生推力的推进技术。
它能够在真空中无需使用传统的推进剂，而利用气体的电离状态进行推进。
磁流体推进器拥有许多独特的优点，因此在太空探索和航天领域引起了广泛的关注。
磁流体推进器的工作原理基于磁流体力学的理论。
当电离气体中的自由电子受到磁场约束时，它们会受到洛伦兹力的作用而产生运动。
通过合理地设计磁场结构和电离气体的流动状态，可以使电离气体中的电子流动形成推进力，从而驱动太空器或飞行器进行推进。
磁流体推进器可以根据其推进方式的不同分为直线型和脉冲型。
直线型磁流体推进器是连续供应电离气体，通过不断地加速气流来产生推进力。
脉冲型磁流体推进器则是在短时间内释放大量的电离气体，产生瞬时的推进力。
这两种推进方式各有优势，可以根据具体的任务需求进行选择。
在实际应用中，磁流体推进器需要解决一些挑战。
首先是电离气体的供应和控制问题。
为了维持推进器的正常工作，需要持续地提供足够的电离气体，并且要能够精确地控制其流动状态。
其次是磁场的设计和控制。
合理地设计磁场结构可以提高推进效率和稳定性，但是也需要考虑能源消耗和系统复杂性等因素。
磁流体推进器在太空探索和航天领域具有广阔的应用前景。
首先，它可以作为主要推进系统，用于提供足够的速度和能量来到达目的地。
其次，磁流体推进器也可以作为辅助推进系统，提供微小调整和修正的能力。
此外，由于磁流体推进器无需传统的推进剂，可以减轻整个系统的重量和体积，提高有效载荷比例。
总之，磁流体推进器作为一种创新的推进技术，具有许多独特的优势和应用前景。
通过深入研究其工作原理和解决相关技术问题，我们可以进一步推动磁流体推进器的发展，并为太空探索和航天领域带来更多的突破和创新。
体推进器试验船的结构初三物理题
磁流体推进器试验船的结构初三物理题
《磁流体推进器试验船的那些事儿》
嘿，大家知道吗？咱初三物理课上提到的磁流体推进器试验船可有意思啦！
就说那磁流体推进器吧，它就像是船的超级小马达。
那船的结构呢，就像是一个精巧的小世界。
有船身呀，就像人的身体一样，是整个船的主体部分呢。
还有各种线路啥的，就像人体的血管，把能量传送到各个地方。
我记得有一次，老师在课堂上给我们展示一个小小的磁流体推进器模型，哇，那可把我们新奇坏了。
我们都围上去，瞪大眼睛看着。
老师给我们讲解它是怎么工作的，就好像给我们打开了一扇通往神奇科技世界的大门。
那时候，我就在想，这小小的东西居然能让船跑起来，太不可思议啦！
这磁流体推进器试验船的结构虽然复杂，但每一个部分都有着它独特的作用呀。
就像我们每个人一样，在这个世界上都有着自己的位置和使命。
嘿嘿，是不是还挺有意思的呀！总之呢，这磁流体推进器试验船让我对物理又多了好多好多的兴趣呢！
怎么样，大家是不是也觉得磁流体推进器试验船很神奇呀！以后我可得好好研究研究它呢！。
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。
磁流体推进器原理
磁流体推进器原理
磁流体推进器是一种利用磁场和流体相互作用产生推进力的推进装置。
其原理基于磁流体力学和电磁场理论，通过控制磁场和流体的相互作用，实现推进器的推进效果。
磁流体推进器的原理可以分为磁流体力学原理和电磁场原理两个方面来进行解析。
首先，从磁流体力学原理来看，磁流体推进器利用磁场对流体的作用力来产生推进效果。
当流体通过磁场时，磁场会对流体施加一个力，这个力称为洛伦兹力。
洛伦兹力的大小和方向取决于流体的速度、磁场的强度和流体的电荷状态。
通过合理设计磁场的分布和流体的流动状态，可以实现对流体施加的洛伦兹力达到推进效果的目的。
其次，从电磁场原理来看，磁流体推进器利用电磁场的作用来控制流体的运动状态，从而实现推进效果。
通过在流体中施加电流，可以产生磁场，而改变电流的大小和方向可以控制磁场的分布和强度。
通过控制磁场的分布和强度，可以实现对流体施加的力的调节，从而实现推进效果。
综合以上两个原理，磁流体推进器的工作原理可以简单概括为，通过控制磁场和流体的相互作用，实现对流体的推进效果。
在实际应用中，磁流体推进器可以通过改变磁场的分布和强度，控制流体的流动状态，从而实现推进器的推进效果。
磁流体推进器的原理具有许多优点，例如推进效率高、推进噪音小、对环境无污染等。
因此，在航天、船舶、飞机等领域都有着广泛的应用前景。
随着科学技术的不断发展，磁流体推进器的原理也在不断完善和改进，相信在未来会有更多的创新和突破，为人类的科技发展做出更大的贡献。
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。
磁流体推进器原理
磁流体推进器原理磁流体推进器是一种利用磁场和流体动力学原理来实现推进的新型推进技术。
其原理基于磁流体力学的基础理论，通过对流体施加磁场来产生推进力，从而实现航天器的推进和定位。
磁流体推进器的原理虽然复杂，但是其应用前景广阔，具有很高的推进效率和灵活性。
磁流体推进器的原理主要包括磁流体力学、磁流体动力学和磁流体控制三个方面。
首先，磁流体力学是研究磁场和流体相互作用的学科，通过对流体施加磁场可以改变流体的运动状态，产生推进力。
其次，磁流体动力学是研究磁场对流体动力学性质的影响，通过对流体施加磁场可以改变流体的密度、粘性和导电性，从而影响流体的运动状态。
最后，磁流体控制是研究如何通过对磁场的控制来实现对流体的操纵，从而实现推进器的精确控制和定位。
磁流体推进器的原理实际上是利用磁场对流体的影响来实现推进，其核心是通过对流体施加磁场来改变流体的运动状态，从而产生推进力。
在磁流体推进器中，通常会采用等离子体或离子化的气体作为推进剂，通过对推进剂施加磁场，可以改变推进剂的运动状态，从而产生推进力。
同时，磁流体推进器还可以通过对磁场的精确控制来实现推进器的定位和姿态控制，从而实现航天器的精确操纵。
磁流体推进器的原理不仅适用于航天器，还可以应用于地面交通工具和水下航行器。
在地面交通工具中，磁流体推进器可以通过对地面轨道施加磁场来实现磁悬浮列车的推进和定位；在水下航行器中，磁流体推进器可以通过对水流施加磁场来实现潜艇的推进和操纵。
因此，磁流体推进器的原理具有广泛的应用前景，可以为人类的交通工具和航天器提供高效、环保的推进技术。
总之，磁流体推进器是一种利用磁场和流体动力学原理来实现推进的新型推进技术，其原理基于磁流体力学、磁流体动力学和磁流体控制三个方面。
通过对流体施加磁场来改变流体的运动状态，从而产生推进力。
磁流体推进器的原理不仅适用于航天器，还可以应用于地面交通工具和水下航行器，具有广泛的应用前景。
希望通过本文的介绍，能够更加深入地了解磁流体推进器的原理和应用。
关于磁流体推动问题的小总结
1.磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用。
图1是在平静海面上某实验船的示意图，磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道（简称通道）组成。
如图2所示，通道尺寸a＝2.0m、b＝0.15m、c＝0.10m。
工作时，在通道内沿z轴正方向加B＝8.0T的匀强磁场；沿x轴负方向加匀强电场，使两金属板间的电压U＝99.6V；海水沿y轴方向流过通道。
已知海水的电阻率ρ＝0.20Ω·m。
（1）船静止时，求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向；υ＝5.0m/s的速度匀速前进。
若以船为参照物，海水以5.0m/s的速率涌入进水口，（2）船以s由于通道的截面积小于进水口的截面积，在通道内海水速率增加到v d＝8.0m/s。
求此时两金属板间的感应电动势U感；（3）船行驶时，通道中海水两侧的电压按U’＝U－U感计算，海水受到电磁力的80％可以υ＝5.0m/s的速度匀速前进时，求海水推力的功率。
转化为对船的推力。
当船以s2.磁流体发电机示意图如图11所示，a、b两金属板相距为d，板间有磁感应强度为B的匀强磁场，一束截面积为S，速度为v的等离子体自左向右穿过两板后速度大小仍为v，截面积仍为S，只是等离子体压强减小了．设两板之间单位体积内等离子的数目为n，每个离子的电量为q，板间部分的等离子体等效内阻为r，外电路电阻为R．求：⑴等离子体进出磁场前后的压强差Δp；⑵若等离子体在板间受到摩擦阻力f，压强差Δp/又为多少；⑶若R阻值可以改变，试讨论R中电流的变化情况，求出其最大值I m，并在图中坐标上定性画出I随R变化的图线．图113.磁流体发电是一种新型发电方式，图1和图2是其工作原理示意图。
图1中的长方体是发电导管，其中空部分的长、高、宽分别为l、a、b，前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可略的导体电极，这两个电极与负载电阻1R相连。
整个发电导管处于图2中磁场线圈产生的匀强磁场里，磁感应强度为B，方向如图所示。
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。
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。
1二、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。
磁流体推进器的推进性能影响因素分析
磁流体推进器的推进性能影响因素分析作者：宋玛薇来源：《科技创新与应用》2019年第12期摘要：文章首先简单介绍了磁流体推进技术的原理及特点，从螺旋型磁流体推进器设计的角度，分析了影响磁流体推进性能的因素，确定了磁体外径、磁体长度、通道数量、磁场强度与推进效率之间的相互制约关系，为螺旋型磁流体推进器的平台应用提供了设计思路。
关键词：磁流体推进;超导磁体;分析中图分类号：U664.3 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）12-0009-031概述磁流体推进技术是一种全新的航海平台推进方式，它几乎不需要任何机械传动部件，同时不会出现空化现象，因此在降噪、提速等方面都极具潜力。
从推进原理到推进性能，磁流体推进全面颠覆了传统的螺旋桨与泵喷推进，其未来应用主要针对航海平台的静音、高速推进等。
2推进原理及技术特点由于海水中存在大量盐类，可通过电解离子交换而具有导电性。
若在磁场中给海水通电，洛伦兹力（电磁力F=JxB）将驱动海水沿垂直磁场和电流所构成平面的方向而运动，其反作用力作为推力即可推动航海平台运动（如图1所示），以上即为磁流体推进技术的基本原理。
由此可见，决定磁流体推进系统性能的三要素包括：导电液体（海水）、电场、磁场。
磁流体推进的技术特点主要体现在：（1）安静。
磁流体推进系统不存在螺旋桨、轴系和减速齿轮箱等机械部件，消除了由这些转动机构引起的振动和噪声，其辐射噪声也比螺旋桨推进器小，使得航海平台几乎在安静的状态下航行，具有十分理想的噪声特性。
（2）操纵灵活。
磁流体推进可控制推进器的输入电压或电流对航海平台进行操纵，通常通过调节电压（电流）的大小来控制推力及速度;通过改变电压的极性，即电流的方向，来操纵运行方向，响应快速，操作灵活。
3螺旋型磁流体推进器推进性能影响因素分析综上，螺旋型磁流体推进器的推力FT主要取决于磁体长度L、磁体外径Ф、磁场强度B。
本文以水下平台最高航速为30节，推进功率30MW为算例，进行推进性能影响因素分析，推进器由对称型多螺旋型超导磁体组成，即通道数量为偶数。
超导磁流体推进技术
超导磁流体推进技术现代舰舶的螺旋桨，自19世纪初问世以后，通过不断地改进技术与蒸汽动力一起，推动了人类航海史的巨大跨越。
毫无疑问螺旋桨和蒸汽机一样，是200多年前第一次工业的产物。
今天，无论是内河还是大洋，冒着浓浓黑烟的蒸汽船早就不见了踪迹，可大大小小的船艇上螺旋桨还在隆隆地旋转。
可是人类进入电器时代已超过100年了，陆地上的磁悬浮列车已经创造速度纪录，而在水面上，为什么不能用电与磁的力量，替代庞大而笨重的机械转动推进舰船呢？设计师将目光聚焦到了“磁流体推进”技术。
所谓磁流体推进，是对一个贯通海水的通道加上磁场，使导电的海水产生电磁力而在通道内流动，产生反作用力推动舰船前进。
而采用超导磁体作为磁场来源，则称为超导磁流体推进器。
超导磁流体推进器外观磁流体推进器由磁体、电极和通道3部分构成，其推进过程可以借助物理学中的“磁场对通电直导线的作用”这一现象解释。
将金属直导线放入磁场中，当导线通电时，磁场就会对通电导线施加一个侧向力而使导线发生移动，力的方向为右手拇指所指方向。
若将金属导线视替换为带电的海水，则海水就会像导线一样向拇指所指方向运动。
通过调节电流大小，可以控制速度；改变电极极性可以改变运动方向。
与传统推进器相比，磁流体推进装置没有转动机构，可以使船舶几乎在安静的状态下航行，从而大大改善了航海人员的生活、工作环境，并可极大的增加军用舰艇隐蔽性。
由于克服了转动机械的功率限制，不会像螺旋桨那样在高速旋转时产生空泡，磁流体推进还可以大幅提高输出功率，为制造超高速舰船创造条件。
超导直线电磁推进系统试验船“大和一号”此外，磁流体推进器各个部件，如发电机、推进器、辅控设备等，相互之间没有“刚性连接”，可集中安装也可分散于任何舱室之中，从而极大地增加了舱室布置的灵活性。
虽然有突出的优势，但目前超导磁流体推进器在实用化方面还存在着一些亟待解决的问题。
主要是系统轻量化、小型化问题，高性能电极材料技术、磁流体漏磁问题，以及高效率的通道设计等。
磁流体推进原理
磁流体推进原理引言：磁流体推进是一种利用磁场和磁流体相互作用产生推力的技术。
它被广泛应用于航天器、导弹和某些水下器械等领域。
本文将详细介绍磁流体推进的原理和工作过程。
一、磁流体的基本原理磁流体是由纳米级的磁性颗粒悬浮在液体中形成的一种特殊流体。
这些磁性颗粒具有可控的磁性，可以通过外加磁场的作用来调节其磁性强度和方向。
磁流体在磁场中表现出一种特殊的行为，即受到磁场力的作用而产生运动。
二、磁流体推进的原理磁流体推进利用磁场与磁流体之间的相互作用来产生推力。
其工作原理可以简述为：当磁流体暴露在外加磁场中时，磁性颗粒会受到磁场力的作用而发生运动。
通过适当的磁场调节，可以使磁流体在推进装置内部形成一个流动的磁流体流体层。
当磁流体流动时，会产生反作用力，从而推动整个推进装置向相反方向运动。
三、磁流体推进的工作过程1. 磁流体注入：将磁流体注入到推进装置内部的流道中。
流道通常采用环形或螺旋形结构，以便形成连续的流动。
2. 磁场控制：通过外加电磁铁或永久磁铁产生一个均匀的磁场，并将磁场引导到推进装置的流道中。
磁场的强度和方向可以通过电流或磁铁的位置来调节。
3. 磁流体运动：磁场的作用下，磁流体中的磁性颗粒会受到磁场力的作用而发生运动。
磁流体流动的方向和速度取决于磁场的方向和强度。
4. 推进装置运动：磁流体流动时会产生反作用力，推动整个推进装置向相反方向运动。
推进装置通常由磁流体流道和喷嘴组成，喷嘴可以加速磁流体的流动，增加推力。
5. 控制与调节：通过调节磁场的强度和方向，可以控制磁流体的流动速度和推力大小。
这样可以实现对推进装置的精确控制和调节。
四、磁流体推进的优势和应用1. 高效能：磁流体推进可以实现高效能的推进效果，相比传统的化学推进系统，具有更高的推力和较长的运行时间。
2. 精确控制：通过调节磁场的强度和方向，可以实现对推进装置的精确控制和调节，使其能够适应不同的工作环境和任务需求。
3. 无污染：磁流体推进不需要燃料燃烧，不存在废气排放和污染物产生，对环境友好。
超导磁流体推进器
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
厚德博学 追求卓越
近年来，中国科学院电工研究所研制出磁流体推进试验用0.8T， 35mm×50mm×300mm的永磁磁体和0.46T的永磁式磁流体推进器及 其船模后，又研制出推选器州磁通密度达4T、直径200mm、长300mm 的螺管形超导磁体，并且正进行着螺旋型超导磁流体推进器披船模的研究 。
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磁流体推进器模型
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特点
船舶采用磁流体推进后，具有以下特点： （1）振动和噪声小。磁流体推进取消了螺旋桨推进使用的螺旋桨、轴 系的减速齿轮。消除了由这些转动机构引起的振动和噪声，其辐射噪声 也比螺旋桨推进器小，使得船舶几乎在安静的状念下航行。 （2）高效。磁流体推进器是一个静止设备，它既克服了转动机械的功 率限制，也克服了螺旋桨高速转动形成的空泡，因而可以大大提高设备 的功率。 （3）布置方便。磁流体推进器装置中各部件，如发电机、推进器、辅 助及控制等设备之间没有刚性连接，它可以集中或分散安装在舱室内任 何一个位置，布置方便。 （4）操纵性好。磁流体推进易于实现由驾驶人员在驾驶室中通过控制 推进器的输入电压或电流对船舶进行操纵，通常通过调节电压(电流)的 大小来控制船舶的推力及速度；通过改变电压的极性，即电流的方向， 来操纵船舶的运行方向。
磁流体推进器主要技术指标
磁流体推进器主要技术指标
磁流体推进器是一种利用磁流体作为工作介质进行推进的装置，其主要技术指标包括以下几个方面：
1. 推力：磁流体推进器的推进力是衡量其性能的重要指标。
推力大小直接影响着装置的推进效果和使用范围。
推力通常以牛顿（N）为单位进行计量。
2. 速度：磁流体推进器的速度指的是介质（磁流体）在推进器中流动的速度。
速度的大小直接影响介质的流量和装置的工作效率。
速度通常以米/秒（m/s）为单位进行计量。
3. 效率：磁流体推进器的效率指的是其能量转化效率。
高效率的推进器能够更有效地将输入的能量转化为推力输出，减少能源的浪费。
效率通常以百分比形式表示。
4. 耗能：磁流体推进器的耗能指的是其在工作过程中所消耗的能量。
低耗能的推进器能够减少能源消耗，提高能源利用效率。
耗能通常以瓦特（W）为单位进行计量。
5. 可调性：磁流体推进器的可调性指的是其能够根据需要进行推力和速度调节的能力。
具有较高可调性的推进器可以适应不同的工作需求，提高装置的灵活性和适应性。
6. 磁场强度：磁流体推进器中所需的磁场强度会影响推进器的性能。
较高的磁场强度可以提高推进器的工作效率和推进力输出。
以上是磁流体推进器主要的技术指标，不同类型和应用领域的磁流体推进器可能会有所差异。
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。
电磁推进器原理范文
电磁推进器原理范文首先，电磁推进器需要产生电流。
电流可以通过不同的方法产生，例如使用电池或者发电机。
在电磁推进器当中，通常采用电池作为电流的能量源。
电池中的化学反应转化成电能，通过电路连接到加速器上。
加速器是电磁推进器的核心组件之一，它主要用来加速载流子的运动。
加速器通常由一组线圈和磁铁组成。
线圈是一个环形的导线，通过电流的流动在其周围产生磁场。
磁铁通常由永磁体或电磁体构成，它用来增强磁场的强度。
当电流通过线圈时，线圈产生的磁场会与磁铁的磁场相互作用，形成一个强磁场。
当加速器工作时，它会产生一个强磁场，这个磁场可以用来产生洛伦兹力。
洛伦兹力是当载流子在磁场中运动时，受到的力的大小和方向。
洛伦兹力可以使用以下公式来计算：F=q(v×B)其中，F代表载流子所受的洛伦兹力，q表示载流子的电荷量，v是载流子的速度，B是磁场的强度。
根据洛伦兹力的方向，载流子会受到一个垂直于速度和磁场的力，并且根据右手定则，力的方向与速度和磁场的夹角有关。
当洛伦兹力作用在载流子上时，根据牛顿第三定律，载流子也会对加速器产生一个反向的力。
根据牛顿第三定律，作用力和反作用力的大小相等，但方向相反。
由于加速器的质量大于载流子的质量，所以加速器受到的反作用力要小于载流子的作用力。
因此，载流子产生的力推动了加速器，从而推动整个电磁推进器。
通过一系列连续的电流通过和洛伦兹力的作用，电磁推进器可以产生持续的推进力，使物体以一定的速度移动。
总的来说，电磁推进器利用洛伦兹力和牛顿第三定律的原理，通过产生电流和加速载流子来产生推进力。
这种推进器有着广泛的应用前景，尤其在航天和船舶等领域。
随着科技的不断进步，电磁推进器的效率和性能还有望得到进一步提升。
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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。
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。
1二、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。
4.超导体：处于超导状态的导体称为“超导体”。
超导体的直流电阻率在一定的低温下突然消失，被称作零电阻效应。
导体没有了电阻，电流流经超导体时就不发生热损耗，电流可以毫无阻力地在导线中形成强大的电流，从而产生超强磁场。
三、磁流体推进器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。
1.带电粒子在磁场中受到力的作用是磁流体推进技术的理论基础和技术原理。
洛伦兹力定律：运动带电粒子在磁场中受的力F与粒子的电荷q、速度v和磁感应强度B 之间有如下关系：F=q v×B该力F称为洛伦兹力。
（以上粗体表示矢量）洛仑兹力方程的积分形式为：F=∫J×B dV（1）2其中V为积分的体积，J为电流密度，B为磁感应强度。
2.在船舶上安装电磁铁，通电后，海水中就会有磁场线通过，同时产生方向与磁场方向垂直的电流，在磁场和电流相互作用下，船舶与海水之间产生大小相等方向相反的反作用力，从而船舶舰艇获得了前进的推力，推力的大小与磁场强度和电流大小的乘积成正比。
如图，磁流体推进技术原理。
图1 通电海水在电磁力的作用下运动3.磁流体推进器把海水作为导电体，利用磁体在通道内建立磁场，通过电极向海水供电。
当海水进入通道经过电流时，海水成为载流体，载流海水在垂直与它的磁场中受到力的作用，力的方向与海水在通道内的运动一致。
海水受到的反作用力——推力，推动船舶向前运动。
设线圈在两电极板间产生的磁场的磁感应强度为B，两电极间的近似匀强电场的电场强度为E，海水的电阻率为ρ。
设电极内通道为长方体，通道横截面长为a（电极间距），宽为b，通道长为l，则在流体流速为零的情况下：通道内海水的电阻：R=ρabl （2）3通过该“电阻”的电流大小为：I=E（3）R（4）电流密度：J=Ibl电导率：γ=1/ρ（5）由（1）（2）（3）（4）（5）式可得：F=∫J×B dV=BEblγ（6）实际上，推进器的推力还与流体的流速有关，实验表明，推进器的推力与流体流速有如下关系：F’= ku+c（7）（其中，k为比例系数，k<0；c为常数）船舶等在行进中还会受到各种流体阻力的影响，流体阻力大小与船舶形状、流体性质以及船舶等相对于流体的速率有关。
当物体以在流体中高速运动时，流体阻力与速率有如下关系：f = k’u2 （8）（k’为阻力系数，取决于流体性质）结合式（6）（7）（8）及以上分析可知，磁流体推进器的推进能力与流体电导率，流体流速有关，也与船舶外型构造以及船舶材质有关。
通过增大流体电导率可以增大磁流体推进器的推进力，通过改进船舶构造和材质，可以减少船舶所受流体阻力，从而提高船舶等行驶速率。
四、磁流体推进器分类上述分析用磁流体推进器模型为最简单的模型，属于线性磁流体推进器。
按照通道形状不同，磁流体推进器可以分为线性、螺旋形、环形和平板型，它们的工作原理相同，但由于构造的原因，实际效果有明显差异：螺旋形磁流体推进器可以分为单螺旋、双螺旋、多螺旋三种情况，一般而言，多螺旋磁流体推进器的效率更高，在电流相等的情况下可以提供更大的推力，但缺点是结构复杂，成本高。
4环形磁流体推进器可以分为单环和多环，单环磁流体推进器的磁体还可以分为跑道型和工字型两类。
跑道型磁体漏磁比较大，磁能利用率偏低，而工字型磁体由于结构不同，漏磁较跑道型要小，磁能利用率高。
平板型磁流体推进器按磁体和电极的布局可以分为竖板和卧板两类。
竖板磁流体推进器由于地磁场的影响会产生不平衡的推力，而卧板磁流体推进器由于磁体卧置，其磁场轴线与地磁场轴线垂直，消除了地磁场的影响。
五、磁流体推进器优点相比机械传动类推进器，船舶采用磁流体推进后，具有以下特点：1.振动和噪声小。
磁流体推进取消了螺旋桨推进使用的螺旋桨、轴系的减速齿轮。
消除了由这些转动机构引起的振动和噪声，其辐射噪声也比螺旋桨推进器小，使得船舶几乎在安静的状念下航行。
2.高效。
磁流体推进器是一个静止设备，它既克服了转动机械的功率限制，也克服了螺旋桨高速转动形成的空泡，因而可以大大提高设备的功率。
3.布置方便。
磁流体推进器装置中各部件，如发电机、推进器、辅助及控制等设备之间没有刚性连接，它可以集中或分散安装在舱室内任何一个位置，布置方便，可以根据需要将推进器安装在船舶的任何位置。
4.操纵性好。
磁流体推进易于实现由驾驶人员在驾驶室中通过控制推进器的输入电压或电流对船舶进行操纵，通常通过调节电压(电流)的大小来控制船舶的推力及速度；通过改变电压的极性，即电流的方向，来操纵船舶的运行方向。
六、（超导）磁流体推进器实际应用大和1号：5图2 “大和1号”实验船外观图世界上第一艘应用超导磁流体技术的船诞生在日本,这艘命名为“大和1号”的实验船长30米，宽18米，高8米，自重280吨，排水量185吨，航速每小时15千米。
“大和一号”的推进系统装有电磁铁，装在该船浮筒的水筒前部。
图3 超导磁流体推进器外观6图4 有6个直管的超导磁流体推进器海水流入水筒，带电的电极便在水中产生电流。
这些磁铁产生的磁场同这一电流相互作用，产生的电磁力把水从水筒的末端作为高速水流喷出。
“大和1号”试验船推进器直管中磁通密度为4T，电流约2000A，由两台柴油发电机供电，航速8节。
由于海水加热，电解等引起能量损耗，大和1号的总效率较低，约4%。
七、（超导）磁流体推进的当前问题与展望1.磁流体推进的发展面临的一些问题：由于海水中导电离子是少数，电阻较高，海水与通电电极发生电解反应产生气泡和电极腐蚀。
电解产生的次氯酸钠会污染环境，影响海藻、贝类等海洋生物的生长。
对于推进器，气泡会增大海水电阻，特别是极板上的蒸汽层，大电流通过海水产生热量很大，损失很大的能量。
提高海水电导率可以有效降低电阻，从而提高效率，在海水中添加溶液增加海水电导率，例如加入硫酸，但会增加许多成本。
在船舶等单位上使用磁流体推进器需要超导线圈，否则无法制造大强度磁场。
普通线圈磁感应强度超过0.5T即将饱和。
为产生足够的推力，励磁线圈和铁芯的体积将大得无法应用；此外，海水的电阻很大，没有足够强的磁感应强度，就意味着要有很大电流在海水中流过，电热效应非常惊人，总的推进效率低于百分之十。
72.展望超导磁流体推进器：超导低温技术的突破，导致了超导磁流体推进技术的发展。
超导磁流体推进可以取消螺旋桨，齿轮箱和轴系等传动部件，将为发展安静性大功率船舶奠定基础，使传统的造船行业大为改观。
这种变革可与航空采用喷气式推进器取代螺旋桨推进的根本性变革相比拟。
作为一项综合性很强的高新技术，超导磁流体推进面临众多发展困难，如高磁感应强度的超导磁体及屏蔽技术，高性能磁流体通道等。
但可以预料，随着关键技术的逐个突破，超导磁流体推进技术必将有较大发展。
8参考资料：1.陈颖.船舶磁流体推进技术的实际应用[R].上海：海军驻上海711所军事代表室，2011：1-1.2.百度百科“磁流体推进器”[EB]/[OL].[引用日期2017-6-10]3.百度百科“磁流体”[EB]/[OL].[引用日期2017-6-10]4.娄树旗.磁流体推进的研究[D]. 2009：1-35.尹真尹群.船舶磁流体推进技术研究[J].《造船技术》,2002年第1期：1-2.9。