Xeración MHD ou Xeración de Enerxía Magneto-Hidrodinámica
A xeración MHD ou tamén coñecida como xeración de enerxía magneto hidrodinámica é un sistema de conversión directa de enerxía que transforma a enerxía térmica directamente en enerxía eléctrica, sen ningunha conversión intermedia de enerxía mecánica, a diferencia do que ocorre en todas as outras centrais xeradoras de enerxía. Polo tanto, neste proceso, pódese lograr unha importante economía de combustible debido á eliminación do proceso de produción de enerxía mecánica e a súa posterior conversión en enerxía eléctrica.
História da xeración MHD
O concepto de xeración de enerxía MHD foi introducido por primeira vez por Michael Faraday no ano 1832 na súa conferencia Bakerian para a Royal Society. De feito, realizou un experimento no Puente de Waterloo en Gran Bretaña para medir a corrente, a partir do fluxo do río Támesis no campo magnético terrestre.
Este experimento, de certo modo, delineou o concepto básico detrás da xeración MHD. Ao longo dos anos, realizaronse varios traballos de investigación sobre este tema, e máis tarde, o 13 de agosto de 1940, este concepto de xeración de enerxía magneto hidrodinámica, foi adoptado como o proceso máis ampliamente aceptado para a conversión directa de enerxía térmica en enerxía eléctrica sen unha subliga mecánica.
Principio da xeración MHD
O principio da xeración de enerxía MHD é moi simple e basease na lei de indución electromagnética de Faraday, que establece que cando un conductor e un campo magnético se moven relativamente entre si, entón se induce unha tensión no conductor, que resulta no fluxo de corrente entre os terminais.
Como o nome indica, o xerador de dinámica hidromagnética mostrado na figura inferior, está relacionado co fluxo dun fluido conductor na presenza de campos magnéticos e eléctricos. No xerador convencional ou alternador, o conductor consiste en bobinas ou tiras de cobre, mentres que nun xerador MHD o gas ionizado quente ou o fluido conductor substitúe o conductor sólido.
Un fluido conductor sob pressión fluye a través dun campo magnético transversal nun canal ou ducto. Un par de electrodos están situados nas paredes do canal perpendicular ao campo magnético e conectados a través dun circuito externo para entregar enerxía a unha carga conectada a el. Os electrodos nun xerador MHD desempeñan a mesma función que as escovas nun xerador DC convencional. O xerador MHD xera enerxía DC e a conversión a AC fáise usando un inversor.
A potencia xerada por unidade de lonxitude polo xerador MHD dáse aproximadamente por,
Onde, u é a velocidade do fluido, B é a densidade de fluxo magnético, σ é a conductividade eléctrica do fluido conductor e P é a densidade do fluido.
É evidente a partir da ecuación anterior, que para unha maior densidade de potencia dun xerador MHD debe haber un forte campo magnético de 4-5 teslas e unha alta velocidade de fluxo do fluido conductor, ademais dunha adecuada conductividade.
Ciclos MHD e fluidos de traballo
Os ciclos MHD poden ser de dous tipos, nomeadamente
Ciclo MHD aberto.
Ciclo MHD pechado.
A conta detallada dos tipos de ciclos MHD e os fluidos de traballo utilizados, danse abaixo.
Sistema de ciclo MHD aberto
No sistema de ciclo MHD aberto, o aire atmosférico a unha temperatura e presión moi altas pasa a través dun forte campo magnético. O carbón procesase e quémase no combustor a unha alta temperatura de aproximadamente 2700oC e unha presión de aproximadamente 12 ATP con aire previamente calentado do plasma. Despois, inxértase un material semillante como o carbonato de potasio ao plasma para aumentar a conductividade eléctrica. A mezcla resultante, cunha conductividade eléctrica de aproximadamente 10 Siemens/m, expandese a través dun orificio, para ter unha alta velocidade e, a continuación, pasa a través do campo magnético do xerador MHD. Durante a expansión do gas a alta temperatura, os íons positivos e negativos móvense aos electrodos e, así, constitúen unha corrente eléctrica. O gas débese esgotar a través do xerador. Como o mesmo aire non pode volver a utilizarse, forma un ciclo aberto, polo que recibe o nome de ciclo MHD aberto.
Sistema de ciclo MHD pechado
Como o nome indica, o fluido de traballo nun ciclo MHD pechado circula nun bucle pechado. Polo tanto, neste caso, úsase un gas inerte ou un metal líquido como fluido de traballo para transferir o calor. O metal líquido ten a vantaxe dunha alta conductividade eléctrica, polo que o calor proporcionado polo material de combustión non necesita ser demasiado alto. Ao contrario do sistema de ciclo aberto, non hai entrada nin saída de aire atmosférico. Polo tanto, o proceso simplifícase en gran medida, xa que o mesmo fluido circula repetidamente para unha transferencia de calor eficaz.
Vantaxes da xeración MHD
As vantaxes da xeración MHD sobre outros métodos convencionais de xeración danse abaixo.
Aquí só circula o fluido de traballo, e non hai partes mecánicas en movemento. Isto reduci as perdas mecánicas a cero e fai que a operación sexa máis confiable.
A temperatura do fluido de traballo mantense polas paredes do MHD.
Ten a capacidade de alcanzar o nivel de potencia total case directamente.
O prezo dos xeradores MHD é moito menor que o dos xeradores convencionais.
O MHD ten unha eficiencia moi alta, que é superior á de moitos outros métodos convencionais ou non convencionais de xeración.
Declaración: Respetar o orixinal, bons artigos merecen compartirse, se hai algún dereito de autor, póñase en contacto para eliminar.
