【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及磁流体动力及增强换热，具体涉及一种强磁场下流固耦合作用激活方法及换热装置。
技术介绍
1、在高温环境下，如核能和冶金工业中，金属流体的流动和传热是非常关键的。有效的传热可以提高设备的能量利用率，同时确保金属在高温环境下保持合适的温度，以防止设备的结构损坏或性能下降。目前，通常使用钝体扰流、湍流发生器、增强壁面粗糙度等方式增强金属流体中的传热效果。
2、但是在强磁场环境下，磁场会对金属流体的运动产生影响，会抑制钝体脱涡从而降低对流换热效果；因此，亟需一种强磁场下流固耦合作用激活方法及换热装置，以为强磁场工作环境提供一种强磁场抑制流固耦合增强对流换热的解决方案。
技术实现思路
1、针对实际应用的需求，本专利技术提供了一种强磁场下流固耦合作用激活方法及换热装置，旨在增强流固耦合在强磁场下的对流效果，从而增强在强磁场环境下的换热效率，并为强磁场工作环境提供一种强磁场抑制流固耦合增强对流换热的解决方案。
2、第一方面，本专利技术所提供的一种强磁场下流固耦合作用激活方法，旨在增强强磁环境下导电流体的换热效率。本专利技术所提供的强磁场下流固耦合作用激活方法，包括如下步骤：布设换热流道，并向所述换热流道内注入导电流体，所述换热流道的布设方向与外部磁场的方向垂直；在所述换热流道内布设流固耦合模块，所述流固耦合模块包括第一电极柱和柔性构件，所述第一电极柱贯穿所述换热流道的内部，所述第一电极柱的两端与第一电源电连接，所述第一电极柱的布设方向与所述外部磁场方向相同，所
3、本专利技术所提供的强磁场下流固耦合作用激活方法，其增益在于：本专利技术方法通过局部脉冲电流产生局部涡街以及引起局部失稳的效果，来实现对流固耦合的主动控制，激活流固耦合模块的不稳定性，来实现强磁场下脱涡，不引入额外压降的前提下来产生对流换热效果的增强，使涡街传播的更远，换热范围以及换热效果均得以增强。
4、可选地，本专利技术所提供的强磁场下流固耦合作用激活方法，还包括如下步骤：在所述第一电极柱背流侧的换热流道侧壁上布设第二电极柱，所述第二电极柱的一端与所述换热流道内部的导电流体接触，所述第二电极柱的另一端与第二电源电连接；向所述第二电极柱中通入第二脉冲电流，利用所述第二脉冲电流控制所述导电流体的流动方向，以控制所述柔性构件的运动状态。
5、第二方面，本专利技术还提供了一种换热增强装置，包括：导电流体，所述导电流体用于吸收热源热量；换热流道，所述换热流道的布设方向与外部磁场的方向垂直，所述换热流道用于为所述导电流体提供流道；流固耦合模块，所述流固耦合模块包括第一电极柱和柔性构件，所述第一电极柱贯穿所述换热流道的内部，所述第一电极柱的两端与第一电源电连接，所述第一电极柱的布设方向与所述外部磁场方向相同，所述柔性构件的一端固定在所述第一电极柱的背流侧；激活模块，所述激活模块用于向所述第一电极柱中通入第一脉冲电流，以利用所述第一脉冲电流激活所述流固耦合模块产生持续的卡门涡街，所述脉冲电流的方向与所述外部磁场的方向相同。
6、本专利技术所提供的换热增强装置，其增益在于：通过局部脉冲交变电流产生局部涡街以及引起局部失稳的效果，来实现对流固耦合的主动控制，不引入额外压降的前提下来产生对流换热效果的增强，且涡的强度以及柔性构件振动的幅值等可以调节，控制性更强。
7、可选地，本专利技术所提供的换热增强装置，还包括第二电极柱，所述第二电极柱布设在所述第一电极柱背流侧的换热流道侧壁上，所述第二电极柱的一端与所述换热流道内部的导电流体接触，所述第二电极柱的另一端与第二电源电连接，所述第二电极柱用于通过所述激活模块通入第二脉冲电流，所述第二脉冲电流用于控制所述导电流体的流动方向，以控制所述柔性构件的运动状态。
8、可选地，所述换热增强装置包括一个或者多个流固耦合模块，任一个流固耦合模块对应一根或者多根第二电极柱。
9、可选地，所述激活模块包括机械臂和导电线，所述机械臂用于夹持导电线以电连接所述第一电极柱与所述第一电源，还用于夹持导电线以电连接所述第二电极柱与所述第二电源，所述导电线用于向所述第一电极柱中通入第一脉冲电流，还用于向所述第二电极柱中通入第二脉冲电流。
10、可选地，所述换热流道为箱形换热流道，所述箱形换热流道的一对侧壁的外侧与热源接触，所述箱形换热流道的另一对侧壁用于布设流固耦合模块。
11、可选地，所述导电流体包括但不限于金属流体和熔融电解质。
12、可选地，所述第一电极柱为圆柱形电极柱。
13、可选地，所述柔性构件为矩形柔性板。
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1.一种强磁场下流固耦合作用激活方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的强磁场下流固耦合作用激活方法，其特征在于，还包括如下步骤：
3.一种换热增强装置，其特征在于，包括：
4.根据权利要求3所述的换热增强装置，其特征在于，还包括：
5.根据权利要求4所述的换热增强装置，其特征在于，所述换热增强装置包括一个或者多个流固耦合模块，任一个流固耦合模块对应一根或者多根第二电极柱。
6.根据权利要求3-5任一所述的换热增强装置，其特征在于，所述激活模块包括机械臂和导电线，所述机械臂用于夹持导电线以电连接所述第一电极柱与所述第一电源，还用于夹持导电线以电连接所述第二电极柱与所述第二电源，所述导电线用于向所述第一电极柱中通入第一脉冲电流，还用于向所述第二电极柱中通入第二脉冲电流。
7.根据权利要求3-5任一所述的换热增强装置，其特征在于，所述换热流道为箱形换热流道，所述箱形换热流道的一对侧壁的外侧与热源接触，所述箱形换热流道的另一对侧壁用于布设流固耦合模块。
8.根据权利要求3-5任一所述的
9.根据权利要求3-5任一所述的换热增强装置，其特征在于，所述第一电极柱为圆柱形电极柱。
10.根据权利要求3-5任一所述的换热增强装置，其特征在于，所述柔性构件为矩形柔性板。
...【技术特征摘要】
1.一种强磁场下流固耦合作用激活方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的强磁场下流固耦合作用激活方法，其特征在于，还包括如下步骤：
3.一种换热增强装置，其特征在于，包括：
4.根据权利要求3所述的换热增强装置，其特征在于，还包括：
5.根据权利要求4所述的换热增强装置，其特征在于，所述换热增强装置包括一个或者多个流固耦合模块，任一个流固耦合模块对应一根或者多根第二电极柱。
6.根据权利要求3-5任一所述的换热增强装置，其特征在于，所述激活模块包括机械臂和导电线，所述机械臂用于夹持导电线以电连接所述第一电极柱与所述第一电源，还用于夹持导电线以电连接所...
【专利技术属性】
技术研发人员：张年梅，王泽栋，倪明玖，吕泽，阳倦成，
申请(专利权)人：中国科学院大学，
类型：发明
国别省市：
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