一种使用磁性液体发电的装置，包括垂直圆管，垂直圆管内充灌有磁性液体，垂直圆管的两端各配置有一个环形的永磁铁，两块永磁铁的南北极相对而置，在永磁铁中间位置的垂直圆管外壁缠绕有感应线圈，感应线圈与外部的负载相连形成一个回路，垂直圆管的底部中心配置有喷嘴，通过喷嘴将非磁性物体置于垂直圆管的磁性液体中，让其做间歇运动，造成这一区域内磁性液体的体积发生变化，进而磁化强度发生变化引发磁感应强度随时间变化，穿过感应线圈的磁通将随时间而改变，感应线圈中会产生感应电动势，即可实现利用磁性液体发电，本发明专利技术具有成本低，易实施的优点，可应用于小型发电机、分布式发电系统、余热利用等领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源发电
，特别涉及一种使用磁性液体发电的装置。
技术介绍
磁性液体是悬浮有单磁畴纳米磁性颗粒(< =10nm)的超顺磁性胶体体系，由磁 性颗粒、基液和包覆颗粒的表面活性剂三部分组成，是人工制备的唯一的既有磁性，又有流 动性的物质，当施加外磁场时，磁性液体中纳米磁性颗粒的磁矩将沿磁场方向排列对外显 示磁性，外加磁场消失时，颗粒的磁矩立即又恢复到之前的混乱排列，不再显示磁性，磁性 液体的应用领域主要有真空密封、扬声器冷却等方面。 目前的新能源发电主要包括风电、核电、太阳能光伏发电等几个大类，适合于大规 模发电，对于小型的发电装置，有燃料电池及太阳能电池，燃料电池技术发展不成熟，太阳 能电池的效率低下，目前还没有使用磁性液体发电的装置。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种使用磁性液体发电的 装置，具有成本低，易实施的优点。 为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为 —种使用磁性液体发电的装置，包括垂直圆管l，垂直圆管1内充灌有磁性液体2， 垂直圆管1的两端各配置有一个环形的永磁铁3，永磁铁3的上下面为南北两极，两块永磁 铁3的南北极相对而置，在永磁铁3中间位置的垂直圆管1外壁缠绕有感应线圈4，感应线 圈4与外部的负载5相连形成一个回路，垂直圆管1的底部中心配置有喷嘴6。 所述的永磁铁3与感应线圈4还可以如下配置，两块永磁铁3分别配置在垂直圆 管1的两侧，两个感应线圈4配置在永磁铁3与垂直圆管1之间，两个感应线圈4之间串联。 —种使用磁性液体发电的装置，其工作原理为 通过喷嘴6将非磁性物体7置于垂直圆管1的磁性液体2中，让其做间歇运动，非 磁性物体7可以是固体也可以是气体或者是与磁性液体2不相溶的液体，对磁性液体2施 加外磁场进行磁化，由于非磁性物体7的不连续运动会造成这一区域内磁性液体2的体积 发生变化，进而磁化强度发生变化引发磁感应强度随时间变化，由于在该区域外部缠绕有 感应线圈4，这样穿过感应线圈4的磁通将随时间而改变，基于法拉第电磁感应原理，感应 线圈4中会产生感应电动势，即可实现利用磁性液体2发电。 由于本装置的特殊设计，故而具有成本低，易实施优点，可应用于小型发电机、分 布式发电系统、余热利用等领域。附图说明 图1为本专利技术的剖面图。 图2是本专利技术的永磁体及感应线圈的另一种布置方式的剖面图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术进行详细说明。 参见图l，一种使用磁性液体发电的装置，包括垂直圆管l，垂直圆管l内充灌有磁 性液体2，垂直圆管1的上下部的外壁上各配置有一个环形的永磁铁3，永磁铁3的上下面 为南北两极，两块永磁铁3的南北极相对而置，在永磁铁3中间位置的垂直圆管1外壁缠绕 有感应线圈4，感应线圈4与外部的负载5相连形成一个回路，垂直圆管1的底部中心配置 有喷嘴6。 参见图2，所述的永磁铁3与感应线圈4还可以如下配置，两块永磁铁3分别配置 在垂直圆管1的两侧，两个感应线圈4配置在永磁铁3与垂直圆管1之间，两个感应线圈4 之间串联。 参见图1、2，一种使用磁性液体发电的装置，其工作原理为 通过喷嘴6将非磁性物体7置于垂直圆管1的磁性液体2中，磁性液体2在管道 内静止不动，两块永磁铁3之间的磁场为均匀磁场，图1中磁场方向与非磁性物体7的流动 方向平行且朝向相反，H表示磁场强度，感应线圈4位于两块永磁铁3的中间位置，缠绕在 垂直圆管1的外壁上，匝数为n，并与外部的负载5相连形成一个回路，垂直圆管1的内径为 d，垂直圆管1内磁性液体2的饱和磁化强度为Ms，在外磁场未能使磁性液体2达到磁饱和 之前，磁性液体2的磁化强度与外磁场强度H和磁性液体温度T有关，非磁性物体7在磁性 液体2中上升运动，当非磁性物体7穿过感应线圈4所在的区域时，由于磁性液体的不可压 縮性，该区域中的磁性液体质量会发生改变，也就是磁性液体2在区域中的份额会改变，非 磁性物体7离开后，磁性液体2又重新充满该区域，区域中磁性液体2在任截面上的份额随 时间的函数为a a)， 当外部为绝热条件，没有热量输入，整个过程中磁性液体的温度不发生变化，以法 拉第电磁感应定律进行分析，其中磁感应强度的符号为B，磁介质中磁感应强度的计算式为 B= ii。(M+H)， y。为真空磁导率。 在没有非磁性物体7时，感应线圈中的磁通为 ①=BS = ii 。 (M+H) Ji d2/4 温度T不变，外磁场强度H不变，磁性液体2的磁化强度M不变，感应线圈4中的 磁通①亦不变，d①/dt = O，感应线圈4中没有感应电动势生产，也就没有感应电流产生； 在有非磁性物体7流过时，感应线圈4中则会有部分区域的磁化强度为零，整体的 磁化强度将会减小，由此，可以得到某一时刻感应线圈中任一横截面磁通的计算式 ①=BS = ii 。 (M+H) a ji d2/4+ y 。H (1- a ) ji d2/4 在非磁性物体7穿过感应线圈的过程中，磁性液体2在每个横截面的份额a是随 时间变化的，也就是说感应线圈中的磁通①是随时间变化的，线圈中磁通的时间变化率不 为零，由法拉第电磁感应原理可以知道线圈中会产生感应电动势，其与线圈匝数和磁通变 化率有关系，感应电动势e的大小可以由下式计算得到 <formula>formula see original document page 4</formula> 感应电动势与线圈匝数、磁性液体的磁化强度及磁性液体的份额随时间的变化率成正比，并与管道的直径有关系； 当外界条件为非绝热的，流动为非稳态，那么感应电势e的大小还将与温度的时 间变化率有关。 从能量守恒的角度分析，磁性液体2中非磁性物体7的动能被转化成为了电能。 附图中l为垂直圆管；2为磁性液体；3为永磁铁；4为感应线圈；5为负载；6为喷 嘴；7为非磁性物体；S、N表示永磁铁的两极；H表示磁场强度。权利要求一种使用磁性液体发电的装置，包括垂直圆管(1)，其特征在于，垂直圆管(1)内充灌有磁性液体(2)，垂直圆管(1)的两端各配置有一个环形的永磁铁(3)，永磁铁(3)的上下面为南北两极，两块永磁铁(3)的南北极相对而置，在永磁铁(3)中间位置的垂直圆管(1)外壁缠绕有感应线圈(4)，感应线圈(4)与外部的负载(5)相连形成一个回路，垂直圆管(1)的底部中心配置有喷嘴(6)。2. 根据权利要求1所述的一种使用磁性液体发电的装置，其特征在于，所述的永磁铁 (3)与感应线圈(4)还可以如下配置，两块永磁铁(3)分别配置在垂直圆管(1)的两侧，两 个感应线圈(4)配置在永磁铁(3)与垂直圆管(1)之间，两个感应线圈(4)之间串联。全文摘要一种使用磁性液体发电的装置，包括垂直圆管，垂直圆管内充灌有磁性液体，垂直圆管的两端各配置有一个环形的永磁铁，两块永磁铁的南北极相对而置，在永磁铁中间位置的垂直圆管外壁缠绕有感应线圈，感应线圈与外部的负载相连形成一个回路，垂直圆管的底部中心配置有喷嘴，通过喷嘴将非磁性物体置于垂直圆管的磁性液体中，让其做间歇运动，造成这一区域内磁性液体的体积发生变化，进而磁化强度发生变化引发磁感应强度随时间变化，穿过感应线圈的磁通将随时间而改变，感应线圈中会产生感应电动势，即可本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种使用磁性液体发电的装置，包括垂直圆管（１），其特征在于，垂直圆管（１）内充灌有磁性液体（２），垂直圆管（１）的两端各配置有一个环形的永磁铁（３），永磁铁（３）的上下面为南北两极，两块永磁铁（３）的南北极相对而置，在永磁铁（３）中间位置的垂直圆管（１）外壁缠绕有感应线圈（４），感应线圈（４）与外部的负载（５）相连形成一个回路，垂直圆管（１）的底部中心配置有喷嘴（６）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：何永清，毕勤成，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]
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