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从原理看磁流体推进器的电解现象，它对磁流体推进有哪些不利影响

船舶磁流体推进是近几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推力 ， 推动船舶 。 因为这种推进方式无螺旋桨和相关机械部件 ， 因此具有可高速、振动小、噪声低、操纵灵活、布置方便等特点 。 正是因为这些特点 ， 磁流体推进被各军事强国所关注 ， 并预测此种推进方式将是21世纪最有希望的船舶新型推进方式之一 。 但是自20世纪90年代 ， 一波大爆发后 ， 磁流体推进并无太多可喜的进展 ， 其中想必是受了什么影响 。 今天笔者就从磁流体推进器的电解现象出发 ， 探讨电解问题对于磁流体推进的影响 。
从原理看磁流体推进器的电解现象，它对磁流体推进有哪些不利影响
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磁流体推进试验船
磁流体推进器的工作原理
磁流体推进是利用海水中电流和磁场间的相互作用力使海水运动而产生的一种推进方法 。 具体说 ， 磁流体推进是把海水作为导电体 ， 利用磁体在通道内建立磁场 ， 通过电极向海水供电 ， 此时载流海水就会在与它相垂直的磁场中受到电磁力（洛伦兹力）的作用 ， 其受力方向按左手定则确定 。 海水受力时沿电磁力方向运动 ， 其反作用力即推力推进船舶运动 。 在磁场一定的情况下 ， 电流大 ， 电磁力大 ， 推力也大 ， 船运动的速度就快；反之 ， 电流小 ， 电磁力小 ， 推力也小 ， 船运动的速度也慢 。 当电流方向立变时 ， 电极的极性也改变 ， 电磁力和推力的方向也改变 ， 船舶运动的方向也随之改变 。 这样就可以利用调节电流大小的方法来控制船的速度 ， 利用改变电极的极性来操纵船的方向 。
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磁流体推进器的工作原理
磁流体推进器的电解现象
按照产生励磁的电流类型不同 ， 磁流体推进器可分交流式和直流式 。 不过由于交流超导磁流体推进还停留在原理性探索和模拟试验阶段 ， 因此文中所讲的磁流体推进器就是直流式的 。 直流磁流体推进器有两个电极 ， 它们分别与电压的正、负两端相连 ， 与正端连接的电极称为阳极 ， 与负端连接的电极称为阴极 。 由于电极一般由金属材料制成并浸泡在海水中 ， 而海水是一种可电解的氯化铀（NaCl）溶液 ， 它含有大量的离子 ， 如钠离子、氯离子、氢离子、氢氧离子等等 。 在外施电场作用下 ， 带正电荷的钠离子（Na+）向阴极移动 ， 带负电荷的氯离子（Cl-）向阳极移动 。 当Cl-接触到阳极时 ， 会失去电子而被氧化；当Na+接触到阴极时 ， 会接受电子而被还原 。 这就是磁流体推进器的电解现象 。
从原理看磁流体推进器的电解现象，它对磁流体推进有哪些不利影响
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【从原理看磁流体推进器的电解现象，它对磁流体推进有哪些不利影响】磁流体推进器
磁流体推进器电解所带来的影响
根据海水的电化学反应过程 ， 我们可知电解海水会生成次氯酸钠（NaClO）、氢氧化钠（NaOH）、氯气（Cl）、氢气（H2）等 。 而根据产物的化学性质又可知 ， 电解所生成的次氯酸钠（NaClO）、氢氧化钠（NaOH）等 ， 会污染环境 ， 影响海藻、贝类等海洋生物的生长；所析出的氯气（Cl)、氢气（H2）等气体渗入水中便成为气泡 ， 气泡随水从口喷出时又会形成痕迹；气泡的破裂和振荡还会引起噪声 。 此外 ， 电解还将引起电极的腐蚀和电解电势 ， 并且还将消耗电能和降低推进器效率等一系列问题 。
从原理看磁流体推进器的电解现象，它对磁流体推进有哪些不利影响
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电解海水的相关反应式
结语
从舰艇隐身的角度看 ， 磁流体推进器电解所带来的危害会严重影响舰艇（尤其是潜艇）的隐身性能 ， 这和发展磁流体推进器的初衷是相背驰 。 而现阶段磁流体推进器的电解问题是无解的 ， 因此 ， 不得不说 ， 电解问题对于磁流体推进的发展还是有很大的影响的 。 但是随着无电解现象的交流式磁流体推进技术的发展 ， 相信电解问题能被攻破 ， 因此磁流体推进器的前景还是可观的 。 当然 ， 磁流体推进器还存在着漏磁、效率低、磁流体效应等问题 ， 笔者都会在往后的文章中一一讲到 。 总之精彩不断 ， 敬请期待吧 。
从原理看磁流体推进器的电解现象，它对磁流体推进有哪些不利影响
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磁流体被视为最适合潜艇的推进器
参考资料：《磁流体推进》、《船舶磁流体推进技术研究》、《船舶磁流体推进与高温超导》、《磁流体推进器的推进性能影响因素分析》
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作者：小船人的梦想2020年2月7号


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