Sumar - Generator MHD
Societatea umană nu poate trăi fără energie. Până în prezent, principala sursă de energie pentru om - combustibili fosili: cărbune, petrol, gaze. Dar stocurile acest combustibil nu va dura pentru totdeauna. Cu toate acestea, știm alte surse de energie - soare și atomul. În viitor acestea vor fi principalele surse, dar dezvoltarea lor are nevoie de timp, și rezervele de combustibili fosili, între timp, să scadă. Cum de a utiliza în mod eficient aceste rezerve? Suma licitată naturală - pentru a crește coeficientul de eficiență a dispozitivelor care transformă energia combustibililor fosili în energie electrică. După cum se știe, eficiența motorului termic este crescută prin creșterea temperaturilor maxime și minime de scădere a fluidului de lucru. Dar temperatura minimă este limitată de mai jos - este temperatura mediului ambiant. Temperatura maximă este limitată la început? turbinelor Strength - pentru puterea metalelor scade odată cu creșterea temperaturii, în timp ce părțile în mișcare a reprezentat cea mai mare încărcătură. palete de turbine TPP funcționează „pe margine“ și unul dintre principalii constructori se referă de turbine - pentru a furniza materiale cu rezistență ridicată la temperaturi ridicate. Cea mai bună eficiență a centralelor termice a ajuns la 35-40% .Dacă dorim să crească eficiența prin creșterea temperaturii fluidului de lucru, este necesar să se caute o modalitate de a converti energia gazelor fierbinți în energie electrică, care nu necesită materiale de înaltă rezistență.
Într-o zi în 1832 londonezii se găsesc pe podul de la Waterloo, au fost interesați de spectacol neobișnuit. Un grup de oameni, printre care a fost posibil pentru a vedea celebrul fizician Faraday, a fost implicat în care a aruncat în apa Tamisei două foi de cupru, cabluri conectate la un galvanometru.
Instrumentul a fost pe masă, în mijlocul podului, și alături de el a fost un om de știință însuși, a dat ordin asistenților săi. Faraday credea că, dacă apa râului, care curge de la vest la est, de trecere, cel puțin parțial, câmpul magnetic al Pământului, ele sunt ca niște conductori intersectate câmpul magnetic al magnetului. În acest caz, după cum sa dovedit Faraday, conductorul generează un curent electric. Cupru foi, între care, între țărmurile de metal, apa curgea Thames, ar trebui să se conecteze aceste conductoare la o apă galvanometru, și să treacă la ea curentul care rezultă. Cu toate acestea, din păcate, experiența nu a reușit. Cu toate acestea, în 1832, atunci când Faraday conceput și justificat această experiență, putem fi considerat în mod justificat anul nașterii generator MHD. Numele acestui generator de format din trei cuvinte - hidro- magnet (apă) și dinamice (în mișcare) - și mijloace de generare a energiei electrice atunci când se deplasează apa într-un câmp magnetic.
Deci, de ce nu experiment în Faraday? În primul rând, pentru că apa Tamisei nu a fost un astfel de bun conductor de electricitate, au fost utilizate instrumente cu sensibilitate redusă. O diferență de potențial este acolo, și a fost măsurat după 19 ani, un fizician Wollaston. Și apoi Uilyam Tomson (Lord Kelvin) a propus utilizarea acestui efect pentru conversia energiei apei de mare în timpul mareelor în energie electrică. Astfel au fost puse bazele ideologice ale unei noi metode de conversie a energiei, care permite utilizarea combustibililor fosili cu o eficiență mai mare decât centralele termice convenționale. Această metodă se numește magnetohidrodinamice.
Generator MHD - un dispozitiv pentru transformarea energiei cinetice a lichidului sau deplasarea medie electroconductor într-un câmp magnetic în energie electrică. Ea se bazează pe fenomenul de inducție electromagnetică, adică apariția unui curent într-un conductor care traversează liniile de forță magnetice ..; ca plasma sau deplasarea lichidului conductor (metal lichid și electrolit) într-un câmp magnetic conductor folosit.
Imaginati-un tub din material izolant și având două pereții interiori opuși ai electrozilor conductive electric. Tubul este plasat într-un câmp magnetic. In interiorul tubului se deplasează fluxul de gaz fierbinte. Aceasta este o diagramă schematică a unui generator de magnetohidrodinamice - generator de MHD. (Mișcarea jet de gaz fierbinte este în multe privințe similar cu mișcarea fluidului aici - .. Numele și metoda în sine, și generatorul) Generatorul MHD energia mecanică a gazului fierbinte în mișcare este transformată în energie electrică. Să vedem cum se face. Pentru definiteness, lăsați gazul în canalul MHD (așa-numitul tub cu electrozi pe pereții interiori) se deplasează de la stânga la dreapta, cu o viteză. un câmp magnetic de inducție este direcționată așa cum se arată. În cazul în care gazul se deplasează prin canalul MHD, există electroni liberi, sub acțiunea forței Lorentz, acestea vor deriva din gazul spre cel mai apropiat de noi (în figură), electrodul și se acumulează pe acesta. Ca rezultat, între electrozii de pe pereții canalului MHD va fi generat diferență de potențial. Dacă ne sunt conectate la electrozii de orice sarcină electrică, atunci curentul circuitului de sarcină curge .Itak, problema este rezolvată - prin plasarea fluxului de gaz fierbinte în tubul cu doi electrozi și un câmp magnetic, am realizat un generator de energie electrică. Mecanismul de apariție a curentului în generatorul MHD este la fel ca în orice generator electric - curent are loc într-un conductor care se deplasează într-un câmp magnetic. Dar numai în generatoarele electrice, conductorii, din metal, greu, și în generatorul MHD este - gaz fierbinte.
„La prima vedere, aceste generatoare sunt aranjate destul de ușor. În camera de ardere a combustibilului este ars, iar duza similar cu o combustie rachetei produse (gaze), se extinde și crește viteza sa la supersonică. Această duză este situată între polii unui electromagnet puternic, și în interiorul duzei în calea gazelor fierbinți, electrozii. „soiuri“ de câmp magnetic, electroni încărcați negativ și ioni de gaze încărcați pozitiv, ghidarea acestora de-a lungul diferite traiectorii. Aceste fluxuri de particule încărcate determina apariția sarcinilor electrice pe electrozii respectivi, iar dacă acestea sunt conectate, și un curent electric.
Într-adevăr, într-un generator MHD fără piese în mișcare, cu excepția cazului, desigur, gazul nu este considerat parte a mașinii. Dar blocajele prea mult. „[1]
Pentru a crea o conductivitate de gaz, acesta trebuie încălzit la temperatura de ionizare termică (aproximativ 10.000 K). La temperaturi mai scăzute, gaz îmbogățit cu vapori de metal alcalin, ceea ce reduce temperatura amestecului la 2200-2700 K.
Spre deosebire de generatorul MHD cu un mediu de lucru lichid, în care există o generare de energie numai prin conversia energiei cinetice sau potențială a curentului la o temperatură constantă în generatorul MHD cu un fluid de lucru de gaz în principiu trei moduri posibile:
Deoarece păstrarea temperaturii și reducerea energiei cinetice;
Din conservarea energiei cinetice și de scădere a temperaturii;
Odată cu declinul și temperatura și energia cinetică. 1