MHD generaator või magnetohüdrodünaamiline energia tootmine

MHD geneerimine või ka magneto hüdrodünaamiline elektritootmine on otsene energiateisendussüsteem, mis teisendab soojuse otse elektrivooluks ilma igasuguse mehaanilise energiateisenduseta, vastupidiselt kõigile muudele elektri tootmisele plantides. Seega saavutatakse sel protsessiga oluline kütuse säästmine, kuna vältitakse mehaanilise energia tootmist ja seejärel selle ümber teisendamist elektrivooluks.

MHD Geneerimise Ajalugu

MHD elektritootmise mõte esitati esmakordselt Michael Faraday poolt aastal 1832 tema Bakerian loengu kujul Royal Society'ile. Tegelikult läbi ta eksperiment Waterloo Bridge'l Suurbritannias, mille eesmärk oli mõõta elektrivoolu, mis tekib Thamesi jõe virtsust Maa magnetvälis.

See eksperiment andis aluse MHD geneerimise põhimõtele. Aastate jooksul on sellel teemal tehtud palju uurimustööd, ja hiljem 13. augustil 1940 sai magneto hüdrodünaamiline elektritootmine laialdaselt aktsepteerituks meetodiks, mis võimaldab soojuse otseteisendamist elektrivooluks ilma mehaanilise sub-linkita.

MHD Geneerimise Põhimõte

MHD elektritootmise põhimõte on väga lihtne ja põhineb Faraday elektromagneetinduktsiooni seadusel, mis ütleb, et kui juhtija ja magnetväli liiguvad suhtes teineteisele, siis juhtijas indukteeritakse pinge, mis tulemusena viib voolu tekke terminaalide vahel. Nimi viitab, et magneto hüdrodünaamilises generaatoris, näidatud järgnevates joonistes, on tegu juhtiva vedeliku virtsus magnet- ja elektriväljas. Tavalistes generaatorites või alternaatortes koosneb juhtija kuparist kierte või ribast, kuid MHD generaatoris asendab kuuma ioniseeritud gaasi või juhtiva vedeliku solidaarse juhtija.

Pingelevetatud, elektriliselt juhtiv vedelik virtub kanalis või torus, mis läbib risti magnetväli. Paar elektroode asub kanali seinte peal nurga all magnetvälisse ja on ühendatud välise tsükliga, et toota energiat sellele ühendatud koormale. MHD generaatoris täidavad elektrood sama funktsiooni nagu penseldes tavalises DC generaatoris. MHD generaator toodab DC energiat ja ümberandmine AC energiaks toimub inverteri abil. Generaatori poolt ühiku pikkuse kohta toodetav energia on umbes antud valemiga,

kus u on vedeliku kiirus, B on magnetflussitiheko, σ on elektriline juhivus ja P on vedeliku tiheko.

Eeltoodud võrrandist on selge, et MHD generaatori suurema võimsuse saavutamiseks peab olema olemas tugev magnetväli (4-5 tesla) ja kõrge vedeliku virtsukiirus lisaks piisav juhivus.

MHD Tsükli ja Töövedelikud

MHD tsüklid võivad olla kahte tüüpi, nimelt

1. Ava tsükli MHD.

2. Suletud tsükli MHD.

MHD tsüklite tüübide ja töövedelike kasutamise üksikasjad on allpool toodud.

Ava Tsükli MHD Süsteem

Ava tsükli MHD süsteemis läbib atmosfäärilist õhu väga kõrge temperatuuri ja rõhkuga tugev magnetväli. Kivikütus töödeldakse ja põletatakse kombustoris kõrge temperatuuriga umbes 2700oC ja rõhuga umbes 12 ATP eelnevalt plasmaga kütitud õhu abil. Seejärel panetakse plasmale sisendit, näiteks kalitsiumkarbonaad, et suurendada elektrilist juhivust. Tulemuslik mix, millel on elektriline juhivus umbes 10 Siemens/m, laieneb noozlis, et luua kõrge kiirus, ja seejärel läbib MHD generaatori magnetväli. Gaasi laienedes kõrge temperatuuriga liiguvad positiivsed ja negatiivsed ioonid elektroodide suunas, moodustades elektrivoolu. Seejärel laskatakse gaas generaatorist välja. Kuna sama õhu ei saa uuesti kasutada, moodustab see ava tsükli, mistõttu seda nimetatakse ava tsükli MHD-süsteemiks.

Suletud Tsükli MHD Süsteem

Nime järgi suletud tsükli MHD süsteemis circuleeritakse töövedelikku suletud tsüklis. Seega kasutatakse selle jaoks inertsed gaasid või metallilised vedelikud, mis edastavad soojust. Metalliliste vedelike eelis on kõrge elektriline juhivus, seega ei pea põletusmaterjal tooma eriti kõrget soojust. Vastupidiselt ava tsüklist pole atmosfäärilise õhu sisse- ja väljaviide. Protsess on seega palju lihtsam, kuna sama vedelik circuleeritakse pidevalt efektiivseks soojuse edastamiseks.

MHD Geneerimise Eelised

MHD geneerimise eelised teiste tavaliste geneerimismeetodite suhtes on järgmised.

1. Siin circuleeritakse ainult töövedelikku, ja seal ei ole liikuvaid mehaanilisi osi. See vähendab mehaanilisi kaotusi nullini ja muudab töö kindlamaks.

2. Töövedeliku temperatuuri hoidavad MHD seinte.

3. Sellel on võime jõuda täismõõtmelistele võimsustele peaaegu otse.

4. MHD generaatorite hind on palju madalam kui tavaliste generaatorite.

5. MHD-l on väga kõrge efektiivsus, mis on kõrgem kui enamiku teiste tavaliste või mittekonventsionaalsete geneerimismeetodite efektiivsus.

Deklaratsioon: Respekti originaali, head artiklid on jagamiseks väärsed, kui on autoriõiguste rikkumine, siis palun võta ühendust eemaldamiseks.