MHD generatoriai yra prietaisai, naudojami elektros energijai generuoti sąveikaujant su judančiu skysčiu, pavyzdžiui, jonizuotomis dujomis arba plazma ir magnetiniu lauku. Magnetohidrodinaminės galios naudojimas generatoriai pirmą kartą „Michaelas Faraday“ pastebėjo 1791-1867 m., judėdamas skystąja elektrine medžiaga per fiksuotą magnetinį lauką. MHD elektrinės suteikia galimybę gaminti elektros energiją dideliu mastu, mažinant poveikį aplinkai. Yra įvairių tipų MHD generatorių, suprojektuotų atsižvelgiant į naudojimo tipą ir naudojamus degalus. Impulsinis MHD generatorius naudojamas nuotolinėms vietoms, naudojamoms didelių impulsų elektros energijai generuoti.
Kas yra MHD generatorius?
Apibrėžimas: Magnetohidrodinaminis (MHD) generatorius yra prietaisas, kuris tiesiogiai generuoja energiją sąveikaudamas su greitai judančia skysčio srove, paprastai jonizuotomis dujomis / plazma. MHD prietaisai šilumą ar kinetinę energiją paverčia elektros energija . Tipinė MHD generatoriaus sąranka yra tiek turbina, tiek elektrinė galia generatorius susijungia į vieną vienetą ir neturi judančių dalių, todėl pašalina vibraciją ir triukšmą, riboja nusidėvėjimą. MHD turi didžiausią termodinaminį efektyvumą, nes jis veikia aukštesnėje temperatūroje nei mechaninės turbinos.
Geriausias iki generatoriaus
MHD generatoriaus dizainas
Laidžių medžiagų efektyvumas turėtų būti padidintas, kad padidėtų elektros energijos gamybos įtaiso efektyvumas. Reikiamą efektyvumą galima pasiekti, kai dujos yra kaitinamos, kad taptų plazma / skysčiu, arba pridedant kitų jonizuojamų medžiagų, tokių kaip šarminių metalų druskos. Kuriant ir įgyvendinant MHD generatorių, svarstomi keli klausimai, tokie kaip ekonomika, efektyvumas, užteršti hipo latakai. Trys dažniausiai pasitaikantys MHD generatorių projektai yra šie:
„Faraday MHD Generator Design“
Paprasto „Faraday“ generatoriaus konstrukcijoje yra pleišto formos vamzdis arba vamzdelis, pagamintas iš nelaidžios medžiagos. Galingas elektromagnetas sukuria magnetinį lauką ir praleidžia laidųjį skystį statmenai pro jį, sukeldamas įtampą. Elektrodai dedami stačiu kampu prieš magnetinį lauką, kad išgautų išėjimo elektros energiją.
Šis dizainas siūlo tokius apribojimus kaip naudojamo lauko rūšis ir tankis. Galų gale, naudojant Faradėjaus dizainą, energijos kiekis yra tiesiogiai proporcingas vamzdžio plotui ir laidaus skysčio greičiui.
Salės MHD generatoriaus dizainas
Per Faradėjaus sukurta labai didelė išėjimo srovė teka kartu su skysčio kanalu ir reaguoja su pritaikytu magnetiniu lauku, todėl gaunamas Hall efektas. Kitaip tariant, srovė, tekanti kartu su skysčiu, prarastų energiją. Bendra sukurta srovė yra lygi traverso (Faradėjaus) ir ašinės srovės komponentų vektorinei sumai. Norėdami užfiksuoti šį energijos nuostolį (Faradėjus ir Salės efektas komponentai) ir pagerinti efektyvumą, buvo sukurtos skirtingos konfigūracijos.
Viena iš tokių konfigūracijų yra naudoti elektrodų poras, kurios yra padalintos į segmentų grandinę ir išdėstytos viena šalia kitos. Kiekviena elektrodų pora yra izoliuota viena nuo kitos ir sujungta nuosekliai, kad būtų pasiekta didesnė įtampa esant mažesnei srovei. Kaip alternatyva, elektrodai, užuot statmeni, yra šiek tiek pakreipti, kad susilygintų su Faradėjaus ir Halo efekto srovių vektorine suma, leidžiančia išgauti maksimalią energiją iš laidžio skysčio. Žemiau pateiktas paveikslas iliustruoja projektavimo procesą.
salės efekto-generatoriaus dizainas
Disko MHD generatoriaus dizainas
„Hall Effect“ disko MHD generatoriaus dizainas yra labai efektyvus ir yra dažniausiai naudojamas dizainas. Diskų generatoriaus centre teka skystis. Ortakiai uždaro diską ir tekantį skystį. Helmholtzo ritinių pora naudojama magnetiniam laukui generuoti virš ir po disko.
Faradėjaus srovės teka per disko ribą, o „Hall-Effect“ srovė teka tarp žiedo elektrodų, esančių disko centre ir riboje.
srovė-srautas-diske
MHD generatoriaus principas
MHD generatorius paprastai vadinamas skysčio dinamo, kuris lyginamas su mechaniniu dinamometru - a metalas laidininkas, praleidęs magnetinį lauką, laidininke sukuria srovę.
Tačiau MHD generatoriuje vietoj metalinio laidininko naudojamas laidus skystis. Kaip laidus skystis ( vairuotojas ) juda magnetiniu lauku, jis sukuria elektrinį lauką, statmeną magnetiniam laukui. Šis elektros energijos gamybos per MHD procesas yra pagrįstas Faradėjaus įstatymas apie elektromagnetinė indukcija .
Kai laidus skystis teka per magnetinį lauką, jo skystyje susidaro įtampa ir ji yra statmena tiek skysčio srautui, tiek magnetiniam laukui, kaip numatyta Flemingo dešinės rankos taisyklėje.
Taikant Flemingo dešinės rankos taisyklę MHD generatoriui, laidus skystis perduodamas per magnetinį lauką „B“. Laidiniame skystyje yra laisvo krūvio dalelių, judančių greičiu „v“.
Įkrautos dalelės, judančios greičiu „v“ pastoviame magnetiniame lauke, poveikį pateikia Lorentzo jėgos dėsnis. Paprasčiausia šio aprašymo forma pateikiama žemiau vektorių lygtimi.
F = Q (v x B)
Kur,
„F“ yra jėga, veikianti dalelę.
„Q“ yra dalelės krūvis,
‘V’ yra dalelės greitis ir
‘B’ yra magnetinis laukas.
Vektorius „F“ yra statmenas ir „v“, ir „B“ pagal dešinės rankos taisyklę.
MHD generatorius veikia
MHD elektros kartos schema parodyta žemiau su galimais sistemos moduliais. Pirmiausia, MHD generatoriui reikalingas aukštos temperatūros dujų šaltinis, kuris gali būti arba branduolinio reaktoriaus aušinimo skystis, arba gali būti aukštos temperatūros degimo dujos, gaunamos iš anglies.
mhd generatorius veikia
Kai dujos ir kuras praeina per išsiplėtimo antgalį, jie sumažina dujų slėgį ir padidina skysčio / plazmos greitį per MHD kanalą ir padidina bendrą galios efektyvumą. Išmetamoji šiluma, gaunama iš skysčio per kanalą, yra nuolatinės srovės galia. Jis naudojo kompresorių, kad padidintų kuro degimo greitį.
MHD ciklai ir darbiniai skysčiai
MHD generatoriuose gali būti naudojami tokie degalai kaip anglis, nafta, gamtinės dujos ir kiti degalai, galintys sukelti aukštą temperatūrą. Be to, MHD generatoriai gali naudoti branduolinę energiją elektrai gaminti.
MHD generatoriai yra dviejų tipų - atvirojo ir uždarojo ciklo. Atviro ciklo sistemoje darbinis skystis per MHD kanalą praleidžiamas tik vieną kartą. Tai sukuria išmetamąsias dujas, sukūrusi elektros energiją, kuri per kaminą patenka į atmosferą. Darbinis skystis uždaro ciklo sistemoje yra perdirbamas į šilumos šaltinį pakartotiniam naudojimui.
Darbinis skystis, naudojamas atviro ciklo sistemoje, yra oras, o helis arba argonas - uždaro ciklo sistemoje.
Privalumai
A MHD generatoriaus privalumai įtraukti šiuos dalykus.
- MHD generatoriai šilumą arba šiluminę energiją paverčia tiesiogiai elektros energija
- Jame nėra judančių dalių, todėl mechaniniai nuostoliai būtų minimalūs
- Labai efektyvus Turi didesnį veikimo efektyvumą nei tradiciniai generatoriai, todėl bendros MHD jėgainės sąnaudos yra mažesnės, palyginti su įprastomis garo jėgainėmis
- Eksploatacijos ir priežiūros išlaidos yra mažesnės
- Jis veikia bet kokio tipo degaluose ir geriau naudoja degalus
Trūkumai
MHD generatoriaus trūkumai įtraukti šiuos dalykus.
- Padeda daug nuostolių, įskaitant skysčių trintį ir šilumos perdavimo nuostolius
- Reikia didelių magnetų, o tai lemia didesnes MHD generatorių diegimo išlaidas
- Aukšta darbinė temperatūra, svyruojanti nuo 200 ° K iki 2400 ° K, greičiau korozuos komponentus
MHD generatoriaus programos
Paraiškos yra
- MHD generatoriai naudojami povandeniniams laivams, orlaiviams vairuoti, hiperagarsiniams vėjo tunelių eksperimentams, gynybos programoms ir pan.
- Jie naudojami kaip nenutrūkstamas maitinimas kaip elektrinės pramonėje
- Jie gali būti naudojami elektros energijai gaminti buityje
DUK
1). Kas yra praktiškas MHD generatorius?
Iškastiniam kurui buvo sukurti praktiški MHD generatoriai. Tačiau juos aplenkė pigūs kombinuoti ciklai, kai dujų turbinų išmetamosios dujos kaitina garą, kad veiktų garo turbina.
2). Kas yra sėja MHD kartoje?
Sėjimas yra sėjimo medžiagos, tokios kaip kalio karbonatas ar cezis, įpurškimas į plazmą / skystį, siekiant padidinti elektrinį laidumą.
3). Kas yra MHD srautas?
Lėtą skysčio judėjimą galima apibūdinti kaip reguliarų ir tvarkingą judėjimą. Bet koks srauto greičio sutrikimas sukelia turbulenciją, greitai keičiančią srauto charakteristikas.
4). Kuris kuras naudojamas MHD energijos gamybai?
Aušinimo skysčio dujos, tokios kaip helis ir anglies dioksidas, naudojamos kaip plazma branduoliniuose reaktoriuose MHD energijos gamybai nukreipti.
5). Ar plazma gali gaminti elektrą?
Plazma yra geras elektros laidininkas, nes turi daug laisvųjų elektronų. Jis tampa elektrai laidus, kai veikia elektriniai ir magnetiniai laukai, kurie daro įtaką įkrautų dalelių elgesiui.
Šiame straipsnyje pateikiamas išsamus aprašymas MHD generatoriaus apžvalga , kuris gamina elektrą naudodamas metalinį skystį. Mes taip pat aptarėme MHD generatoriaus principą, dizainą ir darbo metodus. Be to, šiame straipsnyje pabrėžiami MHD generatoriaus pranašumai ir trūkumai bei įvairios jų taikymo galimybės. Štai jums klausimas, kokia yra generatoriaus funkcija?
