MHD उत्पादन या चुंबकीय परिसंचरण ऊर्जा उत्पादन

MHD उत्पादन या चुंबकीय हाइड्रोडायनामिक ऊर्जा उत्पादन एक प्रत्यक्ष ऊर्जा रूपांतरण प्रणाली है जो तापीय ऊर्जा को सीधे विद्युत ऊर्जा में बदलती है, किसी भी अंतरिम यांत्रिक ऊर्जा रूपांतरण के बिना, जो सभी अन्य ऊर्जा उत्पादन संयंत्रों के मामले में होता है। इसलिए, इस प्रक्रिया में, यांत्रिक ऊर्जा उत्पादन की प्रक्रिया और फिर उसे विद्युत ऊर्जा में रूपांतरित करने की आवश्यकता के निरस्त होने के कारण प्रचुर ईंधन बचाव किया जा सकता है।

MHD उत्पादन का इतिहास

MHD ऊर्जा उत्पादन की अवधारणा पहली बार 1832 में माइकल फैराडे ने रॉयल सोसाइटी के लिए अपने बेकरियन व्याख्यान में पेश की थी। उन्होंने वास्तव में ग्रेट ब्रिटेन के वाटरलू ब्रिज पर थेम्स नदी के प्रवाह से धरती के चुंबकीय क्षेत्र में विद्युत धारा मापने का एक प्रयोग किया था।

यह प्रयोग वर्षों तक MHD उत्पादन के पीछे की मूल अवधारणा को रेखांकित करने का काम किया, तब से कई शोध कार्य इस विषय पर किए गए, और बाद में 13 अगस्त 1940 को यह चुंबकीय हाइड्रोडायनामिक ऊर्जा उत्पादन की अवधारणा, यांत्रिक उप-लिंक के बिना तापीय ऊर्जा को सीधे विद्युत ऊर्जा में रूपांतरित करने की सबसे व्यापक रूप से स्वीकृत प्रक्रिया के रूप में स्थापित हुई।

MHD उत्पादन का सिद्धांत

MHD ऊर्जा उत्पादन का सिद्धांत बहुत सरल है और यह फैराडे के विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम पर आधारित है, जो कहता है कि जब एक संवाहक और एक चुंबकीय क्षेत्र एक दूसरे के सापेक्ष चलते हैं, तो संवाहक में वोल्टेज प्रेरित होता है, जिससे धारा के टर्मिनलों के माध्यम से प्रवाह होता है।
नाम से स्पष्ट है, नीचे दिए गए आकृति में दिखाया गया चुंबकीय हाइड्रोडायनामिक जनरेटर, चुंबकीय और विद्युत क्षेत्रों की उपस्थिति में एक संवाहक द्रव के प्रवाह से संबंधित है। पारंपरिक जनरेटर या ऑल्टरनेटर में, संवाहक कोपर वाइंडिंग या स्ट्रिप्स से बना होता है, जबकि MHD जनरेटर में गर्म आयनित गैस या संवाहक द्रव ठोस संवाहक की जगह लेता है।

एक दबावित, विद्युत संवाहक द्रव एक चैनल या नली में एक अनुप्रस्थ चुंबकीय क्षेत्र में प्रवाहित होता है। चैनल की दीवारों पर चुंबकीय क्षेत्र के लंबवत एक जोड़ी इलेक्ट्रोड लगाई जाती है और इसे एक बाहरी सर्किट के माध्यम से एक लोड को जोड़ा जाता है जिससे शक्ति दी जाती है। MHD जनरेटर में इलेक्ट्रोड पारंपरिक DC जनरेटर में ब्रशों की तरह कार्य करते हैं। MHD जनरेटर DC शक्ति उत्पन्न करता है और AC में रूपांतरण एक इनवर्टर का उपयोग करके किया जाता है।
MHD जनरेटर द्वारा इकाई लंबाई पर उत्पन्न शक्ति लगभग निम्नलिखित द्वारा दी जाती है,

जहाँ, u द्रव का वेग, B चुंबकीय प्रवाह घनत्व, σ संवाहक द्रव का विद्युत संवाहकता और P द्रव का घनत्व है।

उपरोक्त समीकरण से स्पष्ट है कि MHD जनरेटर के उच्च शक्ति घनत्व के लिए, 4-5 टेस्ला का एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र और संवाहक द्रव का उच्च प्रवाह वेग साथ ही पर्याप्त संवाहकता होनी चाहिए।

MHD चक्र और कार्य द्रव्य

MHD चक्र दो प्रकार के हो सकते हैं, जैसे

1. खुला चक्र MHD।

2. बंद चक्र MHD।

MHD चक्रों के प्रकारों और कार्य द्रव्यों का विस्तृत विवरण नीचे दिया गया है।

खुला चक्र MHD प्रणाली

खुला चक्र MHD प्रणाली में, बहुत उच्च तापमान और दबाव वाले वायुमंडलीय हवा को मजबूत चुंबकीय क्षेत्र में पारित किया जाता है। कोयला पहले प्रोसेस किया जाता है और दहनक के माध्यम से लगभग 2700oC तापमान और 12 ATP दबाव पर जलाया जाता है। फिर प्लाज्मा से पूर्व गर्म हवा के साथ कार्बोनेट जैसा एक सीडिंग सामग्री जोड़ी जाती है ताकि विद्युत संवाहकता बढ़ जाए। फिर लगभग 10 सिमेंस/मीटर की विद्युत संवाहकता वाले मिश्रण को एक नोज़ल से विस्तारित किया जाता है, ताकि उच्च वेग प्राप्त हो, और फिर MHD जनरेटर के चुंबकीय क्षेत्र में पारित किया जाता है। गैस के उच्च तापमान पर विस्तार के दौरान, धनात्मक और ऋणात्मक आयन इलेक्ट्रोडों की ओर चलते हैं और इस प्रकार विद्युत धारा बनती है। फिर गैस को जनरेटर से बाहर निकाल दिया जाता है। क्योंकि वही हवा फिर से इस्तेमाल नहीं की जा सकती, इसलिए यह एक खुला चक्र बनाता है और इसे खुला चक्र MHD कहा जाता है।

बंद चक्र MHD प्रणाली

नाम से स्पष्ट है, बंद चक्र MHD में कार्य द्रव एक बंद लूप में परिपथित होता है। इसलिए, इस मामले में निष्क्रिय गैस या तरल धातु का उपयोग ऊष्मा स्थानांतरण के लिए किया जाता है। तरल धातु की विद्युत संवाहकता उच्च होने का लाभ होता है, इसलिए दहन सामग्री द्वारा प्रदान की गई ऊष्मा बहुत उच्च नहीं होनी चाहिए। खुले लूप प्रणाली के विपरीत, वायुमंडलीय हवा के लिए कोई इनलेट और आउटलेट नहीं होता। इसलिए, प्रक्रिया बहुत ही सरल हो जाती है, क्योंकि एक ही द्रव बार-बार प्रभावी ऊष्मा स्थानांतरण के लिए परिपथित होता है।

MHD उत्पादन के लाभ