MHD-Generasie of Magneto-Hidrodinamiese Kragopwekking
Die MHD-generasie of ook bekend as magneto-hidrodynamiese kragopwekking is 'n direkte energie-omsetstelsel wat hitte-energie direk in elektriese energie omskep, sonder enige intermediêre meganiese energie-omsetting, soos die geval in alle ander kragopwekkingsaanlegte. Daarom kan in hierdie proses aansienlike brandstofbesparinge bereik word deur die verwydering van die proses om meganiese energie te produseer en dit dan weer om te skakel na elektriese energie.
Geskiedenis van MHD-Generasie
Die konsep van MHD-kragopwekking is vir die eerste keer deur Michael Faraday in 1832 in sy Bakerian-lezing aan die Royal Society bekendgestel. Hy het in werklikheid 'n eksperiment by die Waterloo Bridge in Groot-Brittanje uitgevoer om die stroom te meet, van die vloei van die rivier Thames in die magnetiese veld van die aarde.
Hierdie eksperiment het op 'n manier die basiese konsep agter MHD-Generasie uitgelig. Oor die jare het verskeie navorsingswerk op hierdie onderwerp gedoen, en later op 13 Augustus 1940, is hierdie konsep van magneto-hidrodynamiese kragopwekking, as die wye-aanvaarde proses vir die omskakeling van hitte-energie direk in elektriese energie sonder 'n meganiese sub-verband, ingelei.
Prinsipe van MHD-Generasie
Die prinsipe van MHD-kragopwekking is baie eenvoudig en gebaseer op Faraday se wet van elektromagnetiese induksie, wat stel dat wanneer 'n geleider en 'n magnetiese veld relatief tot mekaar beweeg, dan word spanning in die geleider geïnduseer, wat lei tot 'n stroomvloei oorgangs.
Soos die naam impliseer, is die magneto-hidrodynamiese generator in die figuur hieronder betrokke by die vloei van 'n geleidende vloeistof in die teenwoordigheid van magnetiese en elektriese velde. In 'n konvensionele generator of alternateur bestaan die geleider uit koperwindings of -strips, terwyl in 'n MHD-generator die warm geïoniseerde gas of geleidende vloeistof die soliede geleider vervang.
'n Gedruk, elektries geleidende vloeistof vloei deur 'n transversale magnetiese veld in 'n kanaal of leiding. 'n Paar elektrodes is op die kanaalwande regshoekig tot die magnetiese veld geleë en deur 'n eksterne sirkuit verbonden om krag aan 'n daaraan verbonden belasting te lewer. Elektrodes in die MHD-generator verrig dieselfde funksie as pensels in 'n konvensionele DC-generator. Die MHD-generator ontwikkel DC-krag en die omskakeling na AC word deur 'n omvormer gedoen.
Die krag wat per eenheidslengte deur die MHD-generator gegenereer word, word ongeveer gegee deur,
Waar u die vloeisnelheid is, B die magnetiese fluxdichtheid, σ die elektriese geleidbaarheid van die geleidende vloeistof en P die digtheid van die vloeistof.
Uit die vergelyking hierbo is duidelik dat vir 'n hoër kragdichtheid van 'n MHD-generator daar 'n sterk magnetiese veld van 4-5 tesla en 'n hoë vloeisnelheid van die geleidende vloeistof moet wees, naast voldoende geleidbaarheid.
MHD-Siklusse en Werkvloeistowwe
Die MHD-siklusse kan van twee tipes wees, naamlik
Oop Siklus MHD.
Geslote Siklus MHD.
'n Uitvoerige beskrywing van die tipes MHD-siklusse en die werkvloeistowwe wat gebruik word, word hieronder gegee.
Oop Siklus MHD-Stelsel
In 'n oop siklus MHD-stelsel, word atmosferiese lug by baie hoë temperatuur en druk deur 'n sterk magnetiese veld laat vloei. Kool word eers verwerk en verbrand in die brander by 'n hoë temperatuur van ongeveer 2700oC en druk van ongeveer 12 ATP met voorverhitte lug van die plasma. Dan word 'n saai-materiaal soos kaliumkarbonaat in die plasma gespui om die elektriese geleidbaarheid te verhoog. Die resulterende mengsel met 'n elektriese geleidbaarheid van ongeveer 10 Siemens/m word deur 'n nozil uitgebrei, sodat dit 'n hoë snelheid het en dan deur die magnetiese veld van die MHD-generator laat vloei. Tussen die uitbreiding van die gas by hoë temperatuur, beweeg die positiewe en negatiewe ionne na die elektrodes en vorm dus 'n elektriese stroom. Die gas word dan uit die generator geloes. Aangesien dieselfde lug nie weer hergebruik kan word nie, vorm dit 'n oop siklus en word dit genaamd oop siklus MHD.
Geslote Siklus MHD-Stelsel
Soos die naam impliseer, word die werkvloeistof in 'n geslote siklus MHD in 'n geslote lus omgesirkuleer. Dus, in hierdie geval word 'n inert gas of vloeistofmetaal as werkvloeistof gebruik om hitte oor te dra. Die vloeistofmetaal het tipies die voordeel van hoë elektriese geleidbaarheid, dus die hitte wat deur die verbrandingsmateriaal verskaf word, hoef nie te hoog te wees nie. Teenoor die oop lusstelsel is daar geen in- of uitlaat vir atmosferiese lug nie. Dus, word die proses tot 'n groot mate vereenvoudig, aangesien dieselfde vloeistof keer op keer omgesirkuleer word vir effektiewe hitte-oordrag.
Voordelige van MHD-Generasie
Die voordelige van MHD-Generasie bo ander konvensionele metodes van generasie word hieronder gegee.
Hier word net die werkvloeistof omgesirkuleer, en daar is geen beweeglike meganiese dele nie. Dit verminder die meganiese verliese tot nul en maak die bedryf meer betroubaar.
Die temperatuur van die werkvloeistof word deur die wandes van die MHD gehandhaaf.
Dit het die vermoë om amper direk volle kragvlak te bereik.
Die prys van MHD-generators is veel laer as konvensionele generators.
MHD het baie hoë effektiwiteit, wat hoër is as die meeste ander konvensionele of nie-konvensionele metodes van generasie.
Verklaring: Respekteer die oorspronklike, goeie artikels wat deelwaardig is om gedeel te word, as daar inbreuk is kontak ons vir verwydering.
