Оптимизация параметров струйного частотного коммутатора

Abstract

Решена задача по оптимизации параметров струйного частотного коммута-тора. Оптимизационная задача была сведена к задаче Куна—Таккера. В качестве целевой функции при этом использовались стоимостные показатели контактных материалов, а ограничениями служили условия термической и электродинамической стойкости жидкометаллических струй. Для решения задачи условной оптимизации применен один из методов прямого поиска — метод комплексов. В результате произведенных на ЭВМ расчетов для струй различной длины и при разном времени работы струи установлено, что минимум объемного расхода жидкого металла достигается при таком соотношении диаметра струи и скорости металла в ней, при котором наблюдается равенство допустимых плотностей тока термической и электродинамической стойкости. Показано, что применение в качестве промежуточного рабочего тела галлия или эвтектического сплава Ga—In—Sn позволяет получить значительно большую плотность тока в пределах термической и электродинамической стойкости по сравнению с ртутью или эвтектическим сплавом Na—K.

Вирішено завдання щодо оптимізації параметрів струминного частотного комутатора. Оптимізаційне завдання було зведено до завдання Куна—Таккера. В якості цільової функції при цьому використовували вартістні показники контактних матеріалів, а обмеженнями слугували умови термічної та електродинамічної стійкості рідкометалевих струменів. Для вирішення завдання умовної оптимізації використано один з методів прямого пошуку — метод комплексів. В результаті проведених на ЕВМ розрахунків для струменів різних довжини і часу роботи встановлено, що мінімум об’ємної витрати рідкого металу досягається за умов такого співвідношенння діаметру струменя і швидкості металу в ньому, при якому спостерігається рівність допустимих густин струму термічної і електродинамічної стійкості. Показано, що використання в якості проміжного робочого тіла галія або евтектичного сплаву Ga—In—Sn дозволяє отримати значно більшу густину струму в границях термічної та електродинамічної стійкості у порівнянні із ртуттю або евтектичним сплавом Na—K.

A task is decided on optimization of parameters of stream frequency commutators. An optimization task was taken to the task of Kuhn—Takker. As an objective function the cost indexes of pin materials were here used, and limitations the terms of thermal and electrodynamic firmness of liquid-metal streams served as. For the decision of task of the constrained optimization was applied one of methods of direct search is a method of complexes. As a result of the calculations produced on computer for the streams of different length and it was set at the different values of burn-time of stream, that a minimum of by volume expense of liquid metal is arrived at such correlation of diameter of stream and speed of metal in it, which equality of possible closenesses of current of thermal and electrodynamic firmness is at. It is shown that application as an intermediate working body of gallium or eutecticum alloy Ga—In—Sn, allows to get considerably the large values of closeness of current within the limits of thermal and electrodynamic firmness, as compared to mercury or eutecticum alloy Na—K.