Modelagem de magneto supercondutor com estrutura ferromagnética para geração magnetohidrodinâmica de energia.

• Main Author: Shigue, Carlos Yujiro
• Publication Date: 1997
• Format: Doctoral thesis
• Language: por
• Source: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Download full: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-19112024-120115/
• topic: Magnetohidrodinâmica; Magnetohydrodynamics; Magnetos supercondutores; Superconducting magnets

Magnetos supercondutores são dispositivos de potência capazes de gerar campos magnéticos de intensidade acima dos campos magnéticos de saturação para a totalidade dos materiais ferromagnéticos. Devido à essa característica, a aplicação de materiais ferromagnéticos com magnetos supercondutores tem-se limitado a situações nas quais não ocorre saturação no ferro. Neste trabalho, consideramos a aplicação de magnetos supercondutores em geração de energia magnetohidrodinâmica (MHD) para a qual analisamos dijolos constituídos por um par de bobinas de geometria pista de corrida com o emprego de material ferromagnético na região de mais alto campo. A modelagem eletromagnética foi efetuada visando a otimização do magneto com as seguintes condições: mínimo volume de material supercondutor e mínima razão entre a intensidade de campo de pico no enrolamento supercondutor e a intensidade do campo magnético no entreferro do dipolo. Empregamos formulações analíticas e numéricas para o cálculo eletromagnético e propomos um modelo teórico para analisar e justificar o emprego de material ferromagnético saturado na configuração de campo dipolar. Observamos que para o magneto com estrutura magnética, a formulação numérica pelo Método dos Elementos Finitos em duas dimensões pôde ser utilizada para o seu completo dimensionamento. Como consequência, a otimização do magneto foi feita considerando-se apenas os parâmetros geométricos 2-D. Os resultados calculados foram comparados com medidas feitas num magneto pista de corrida modelo. Concluímos que o modelo proposto neste trabalho pode conduzir ao projeto de magnetos supercondutores com geometria pista de corrida de alto desempenho e de fabricação extremamente simplificada, tanto do ponto de vista mecânico quanto criogênico.