Generatory MHD to urządzenia wykorzystywane do wytwarzania energii elektrycznej poprzez interakcję z poruszającym się płynem, takim jak zjonizowany gaz lub plazma oraz pole magnetyczne. Wykorzystanie mocy magnetohydrodynamicznej generatory został po raz pierwszy zaobserwowany przez „Michaela Faradaya” w latach 1791–1867 podczas przemieszczania płynnej substancji elektrycznej w stałym polu magnetycznym. Elektrownie MHD zapewniają potencjał do wytwarzania energii elektrycznej na dużą skalę przy zmniejszonym wpływie na środowisko. Istnieją różne typy generatorów MHD zaprojektowanych w zależności od rodzaju zastosowania i używanego paliwa. Impulsowy generator MHD jest używany w odległych lokalizacjach do generowania mocy elektrycznej dużych impulsów.

Co to jest generator MHD?

Definicja: Generator magnetohydrodynamiczny (MHD) to urządzenie, które generuje energię bezpośrednio poprzez interakcję z szybko poruszającym się strumieniem płynu, zwykle zjonizowanych gazów / plazmy. Urządzenia MHD przekształcają energię cieplną lub kinetyczną w energia elektryczna . Typowa konfiguracja generatora MHD to zarówno turbina, jak i elektryczny moc Generator łączy się w jedną całość i nie ma ruchomych części, co eliminuje wibracje i hałas, ograniczając zużycie. MHD mają najwyższą sprawność termodynamiczną, ponieważ działają w wyższych temperaturach niż turbiny mechaniczne.

Najlepiej spożyć przed generatorem

Najlepiej spożyć przed zaprojektowaniem generatora

Należy zwiększyć sprawność substancji przewodzących, aby zwiększyć sprawność operacyjną urządzenia wytwarzającego energię. Wymaganą wydajność można osiągnąć, ogrzewając gaz, aby stał się plazmą / płynem lub dodając inne substancje ulegające jonizacji, takie jak sole metali alkalicznych. Aby zaprojektować i wdrożyć generator MHD, bierze się pod uwagę kilka kwestii, takich jak ekonomia, wydajność, zanieczyszczone przewody hipo-kanałowe. Trzy najpopularniejsze konstrukcje generatorów MHD to:

Projekt generatora Faradaya MHD

Konstrukcja prostego generatora Faradaya obejmuje rurę lub rurkę w kształcie klina wykonaną z substancji nieprzewodzącej. Silny elektromagnes wytwarza pole magnetyczne i umożliwia prostopadłe przepływanie przez nie przewodzącego płynu, indukując napięcie. Elektrody są umieszczone pod kątem prostym do pola magnetycznego, aby wydobyć wyjściową moc elektryczną.
Ten projekt oferuje ograniczenia, takie jak rodzaj używanego pola i gęstość. Ostatecznie ilość mocy pobieranej przy użyciu projektu Faradaya jest wprost proporcjonalna do powierzchni rury i prędkości płynu przewodzącego.

Projekt generatora Hall MHD

Bardzo wysoki prąd wyjściowy wytwarzany przez Faradaya przepływa wraz z kanałem płynu i reaguje z przyłożonym polem magnetycznym, powodując efekt Halla. Innymi słowy, prąd płynący wraz z płynem prowadziłby do utraty energii. Całkowity wytwarzany prąd jest równy sumie wektorów składowych trawersu (Faradaya) i prądu osiowego. Aby uchwycić tę utratę energii (Faraday i Efekt Halla komponentów) i poprawić wydajność, opracowano różne konfiguracje.

Jedną z takich konfiguracji jest użycie par elektrod, które są podzielone na łańcuch segmentów i umieszczone obok siebie. Każda para elektrod jest odizolowana od siebie i połączona szeregowo, aby uzyskać wyższe napięcie przy niższym prądzie. Alternatywnie, elektrody, zamiast być prostopadłe, są lekko pochylone, aby wyrównać z sumą wektorów prądów Faradaya i Halla, co pozwala na wydobycie maksymalnej energii z płynu przewodzącego. Poniższy rysunek ilustruje proces projektowania.

projekt generatora-efektu Halla

Projekt generatora dysku MHD

Konstrukcja generatora MHD z dyskiem Halla jest wysoce wydajna i jest najczęściej używaną konstrukcją. Płyn przepływa przez środek generatora tarczowego. Kanały otaczają dysk i przepływający płyn. Para cewek Helmholtza służy do generowania pola magnetycznego zarówno powyżej, jak i poniżej dysku.

Prądy Faradaya przepływają przez granicę dysku, podczas gdy prąd Halla przepływa między elektrodami pierścieniowymi umieszczonymi w środku i na granicy dysku.

przepływ prądu w dysku

“co to są media w komputerze ”

Zasada działania generatora MHD

Generator MHD jest powszechnie nazywany dynamem płynnym, który porównuje się do dynamo mechanicznego - a metal przewodnik po przejściu przez pole magnetyczne generuje prąd w przewodniku.

Jednak w generatorze MHD zamiast metalowego przewodnika stosuje się płyn przewodzący. Jako płyn przewodzący ( kierowca ) porusza się w polu magnetycznym, wytwarza pole elektryczne prostopadłe do pola magnetycznego. Ten proces wytwarzania energii elektrycznej poprzez MHD opiera się na zasadzie Prawo Faradaya z Indukcja elektromagnetyczna .
Kiedy płyn przewodzący przepływa przez pole magnetyczne, w jego płynie generowane jest napięcie, które jest prostopadłe zarówno do przepływu płynu, jak i do pola magnetycznego, zgodnie z regułą Fleminga na temat prawej ręki.

Stosując regułę prawej ręki Fleminga do generatora MHD, płyn przewodzący przechodzi przez pole magnetyczne „B”. Płyn przewodzący ma cząstki o swobodnym ładunku poruszające się z prędkością „v”.

Skutki działania naładowanej cząstki poruszającej się z prędkością „v” w stałym polu magnetycznym określa prawo sił Lorentza. Najprostszą formą tego opisu jest poniżej równanie wektorowe.

F = Q (v x B)

Gdzie,

„F” jest siłą działającą na cząstkę.
„Q” jest ładunkiem cząstki,
„V” jest prędkością cząstki i
„B” to pole magnetyczne.

Wektor „F” jest prostopadły zarówno do „v”, jak i do „B”, zgodnie z regułą prawej ręki.

Generator MHD działa

MHD Elektryczność schemat generacji jest pokazany poniżej z możliwymi modułami systemu. Po pierwsze, generator MHD wymaga źródła gazu o wysokiej temperaturze, którym może być chłodziwo reaktora jądrowego lub wysokotemperaturowe gazy spalinowe wytwarzane z węgla.

mhd-generator-działa

Gdy gaz i paliwo przechodzą przez dyszę rozprężną, zmniejsza to ciśnienie gazu i zwiększa prędkość płynu / plazmy przez kanał MHD, zwiększając ogólną wydajność wyjściową mocy. Ciepło spalin wytwarzane z płynu przez kanał to moc prądu stałego. Kiedyś napędzał sprężarkę w celu zwiększenia szybkości spalania paliwa.

Cykle MHD i płyny robocze

Paliwa takie jak węgiel, ropa, gaz ziemny i inne paliwa, które mogą wytwarzać wysokie temperatury, mogą być wykorzystywane w generatorach MHD. Poza tym generatory MHD mogą wykorzystywać energię jądrową do wytwarzania energii elektrycznej.

Generatory MHD są dwojakiego rodzaju - w cyklu otwartym i w obiegu zamkniętym. W systemie z otwartym cyklem płyn roboczy przepływa tylko raz przez kanał MHD. Powoduje to powstanie spalin po wytworzeniu energii elektrycznej, która jest uwalniana do atmosfery za pośrednictwem komina. Płyn roboczy w układzie zamkniętym jest zawracany do źródła ciepła w celu ponownego wykorzystania.

“obwód wzmacniacza operacyjnego z filtrem dolnoprzepustowym ”

Płynem roboczym używanym w układzie o obiegu otwartym jest powietrze, natomiast w układzie o obiegu zamkniętym stosuje się hel lub argon.

Zalety

A zalety generatora MHD obejmują następujące elementy.

Generatory MHD przekształcają energię cieplną lub cieplną bezpośrednio w energię elektryczną
Nie ma ruchomych części, więc straty mechaniczne byłyby minimalne
Wysoka wydajność Ma wyższą sprawność operacyjną niż konwencjonalne generatory, dlatego całkowity koszt instalacji MHD jest niższy w porównaniu z konwencjonalnymi instalacjami parowymi
Koszty eksploatacji i konserwacji są niższe
Działa na każdym rodzaju paliwa i ma lepsze wykorzystanie paliwa

Niedogodności

Plik wady generatora MHD obejmują następujące elementy.

Pomaga w dużych stratach, które obejmują tarcie płynu i straty związane z przenoszeniem ciepła
Potrzebuje dużych magnesów, co prowadzi do wyższych kosztów wdrażania generatorów MHD
Wysokie temperatury robocze w zakresie od 200 ° K do 2400 ° K powodują wcześniejszą korozję elementów

Zastosowania generatora MHD

Aplikacje są

Generatory MHD są używane do napędzania okrętów podwodnych, samolotów, hipersonicznych eksperymentów w tunelu aerodynamicznym, zastosowań obronnych i tak dalej.
Są używane jako pliki nieprzerwane źródło zasilania system i jako elektrownie w przemyśle
Mogą służyć do wytwarzania energii elektrycznej do zastosowań domowych

FAQs

1). Co to jest praktyczny generator MHD?

Opracowano praktyczne generatory MHD do paliw kopalnych. Jednak zostały one wyprzedzone przez niskokosztowe cykle kombinowane, w których spaliny z turbin gazowych ogrzewają parę do napędzania turbiny parowej.

2). Co to jest seeding w generacji MHD?

Siew to proces wstrzykiwania materiału siewnego, takiego jak węglan potasu lub cez, do plazmy / płynu w celu zwiększenia przewodnictwa elektrycznego.

3). Co to jest przepływ MHD?

Powolny ruch płynu można opisać jako regularny i uporządkowany ruch. Każde zakłócenie prędkości przepływu prowadzi do turbulencji, szybko zmieniając charakterystykę przepływu.

4). Jakie paliwo jest używane do wytwarzania energii MHD?

“co to jest timer 555 ”

Gazy chłodzące, takie jak hel i dwutlenek węgla, są używane jako plazma w reaktorach jądrowych do bezpośredniego wytwarzania energii MHD.

5). Czy plazma może generować prąd?

Plazma jest dobrym przewodnikiem elektryczności, ponieważ ma dużo wolnych elektronów. Staje się przewodzący prąd elektryczny po przyłożeniu pól elektrycznych i magnetycznych, które wpływają na zachowanie naładowanych cząstek.

Ten artykuł zawiera szczegółowy opis przegląd generatora MHD , który wytwarza energię elektryczną za pomocą płynnego metalu. Omówiliśmy również zasadę, projekty i metody pracy generatora MHD. Dodatkowo w tym artykule podkreślono zalety i wady oraz różne zastosowania generatora MHD. Oto pytanie do Ciebie, jaka jest funkcja generatora?