Optimización y Pruebas de Bomba Electromagnética de Corriente Continua para Uso en Espacio con Metal Líquido

Impulsar un metal líquido a través de una bomba electromagnética (EMP) se está volviendo cada vez más importante con sus muchos usos emergentes de vanguardia. Las pérdidas al final asociadas con la EMP generalmente juegan un papel fundamental en dominar el rendimiento del dispositivo. En este estudio, exploramos los efectos del ancho del electrodo, el número de tiras aislantes y el ancho de la bomba sobre la pérdida final a través de análisis teóricos y simulaciones numéricas. Los resultados de la optimización indican que reducir el ancho del electrodo mejoraría el rendimiento de la EMP. Agregar tiras de aislamiento mejora la magnitud y la uniformidad de la densidad de corriente efectiva, pero aumenta las pérdidas hidráulicas. Un ancho de bomba más pequeño logra una mayor carga estática, mientras que un ancho de bomba más grande produce una tasa de flujo más alta. Además, se empleó tecnología de impresión 3D para el procesamiento integrado rápido del cuerpo de la bomba. Se llevaron a cabo evaluaciones detalladas de rendimiento y pruebas de confiabilidad en la EMP. Con el diseño optimizado para minimizar las pérdidas finales, se ha desarrollado con éxito una EMP para experimentos espaciales, que eventualmente será volada en la estación espacial de China. En general, se demostró la viabilidad de la fabricación rápida y de bajo costo de EMP compactas de alta confiabilidad con la ayuda de simulaciones numéricas y tecnología de impresión 3D. Proporciona una opción alternativa para impulsar fluidos metálicos para diversas necesidades espaciales futuras.