MHD termelés vagy magnétohidrodinamikus energia-termelés

Az MHD generáció vagy más néven mágneses hidrodinamikus energia termelés egy közvetlen energia átalakító rendszer, amely a hőt közvetlenül elektromos energiává alakítja, anélkül, hogy köztes mechanikai energia konverziót használna, ellentétben a többi energia termelő bármilyen növényekkel. Így ebben a folyamatban jelentős üzemanyaggazdaság érhető el a mechanikai energia előállításának és annak újra elektromos energiává alakításának kiküszöbölésével.

MHD generáció története

Az MHD energia termelési fogalma először Michael Faraday bevezette 1832-ben a Bakerian eloadásában az Angliai Tudományos Társaságnak. Ő valójában egy kísérletet végzett a Waterloo Hídon Nagy-Britanniában, ahol mérte a Thames folyó áramát a Föld mágneses mezőjében.

Ez a kísérlet egyfajta alapvető elgondolást adott az MHD generációról, majd számos kutatás zajlott e téren, és később 1940 augusztus 13-án ez az mágneses hidrodinamikus energia termelési fogalom a legáltalánosabban elfogadott folyamat lett a hőenergia közvetlen elektromos energiává alakításához, anélkül, hogy mechanikai alárendeltséget használna.

MHD generáció alapelve

Az MHD energia termelési alapelve nagyon egyszerű, és alapul a Faraday elektromágneses indukció törvényére, ami szerint, ha egy vezető és egy mágneses mező relatív mozgást végeznek egymással, akkor feszültség jön létre a vezetőben, ami eredményez áram áramlást a terminálakon keresztül.
A név is utal rá, hogy a magnét hidrodinamikus generátor, amit a lenti ábra mutat, a vezető folyadék áramlásával foglalkozik a mágneses és elektromos mezők jelenlétében. A hagyományos generátorokban vagy alternátorokban a vezető réz csavarodásokból vagy szelepekből áll, míg az MHD generátorban a forró ionizált gáz vagy vezető folyadék helyettesíti a szilárd vezetőt.

Nyomás alatt álló, elektrikusan vezető folyadék áramlik át egy transzverzális mágneses mezőn egy csatorna vagy csőben. Pár elektroda található a csatorna falain, merőlegesen a mágneses mezőhez, és külső körrel kapcsolódik, hogy teljesítményt szolgáltasson a hozzá kapcsolt terhelésnek. Az MHD generátor elektrodái ugyanazt a funkciót látják el, mint a hagyományos DC generátor kefei. Az MHD generátor DC energiát termel, és az AC-re alakítást inverter segítségével végezik.
Az MHD generátor által előállított teljesítmény egység hosszanként közelítőleg a következőképpen adható meg,

Ahol, u a folyadék sebessége, B a mágneses flukussűrűség, σ a vezető folyadék elektromos vezetékenysége, és P a folyadék sűrűsége.

A fenti egyenletből nyilvánvaló, hogy a magasabb teljesítményű MHD generátorhoz szükség van erős, 4-5 tesla mágneses mezőre, valamint magas folyadéksebességre és adekvát vezetékenységre.

MHD ciklusok és működési folyadékok

Az MHD ciklusok két típusú lehetnek, nevezetesen

1. Nyílt ciklus MHD.

2. Zárt ciklus MHD.

Az MHD ciklusok típusairól és a használt működési folyadékokról a következő részletek adottak.

Nyílt ciklus MHD rendszer

Nyílt ciklus MHD rendszerben a légkör nagyon magas hőmérsékletén és nyomásban halad át a erős mágneses mezőn. A szén először feldolgozva és égve a 2700oC hőmérsékleten és 12 ATP nyomásban a plasma előmelegített levegővel. Ezután beillesztik egy növényi anyagot, például kalium-karbonátot, a plazmába, hogy növeljék az elektromos vezetékenységet. A keletkező keverék, aminek az elektromos vezetékenysége körülbelül 10 Siemens/m, nozzel keresztül bővül, így nagy sebességgel halad, majd áthalad az MHD generátor mágneses mezőjén. A gáz bővülése során a pozitív és negatív ionok a szabályozók felé mozdulnak, így alkotva elektromos áramot. A gáz ezután kiürül a generátorból. Mivel ugyanaz a levegő nem használható újra, ezért nyílt ciklust alkot, és így nyílt ciklus MHD-nek nevezik.

Zárt ciklus MHD rendszer

Ahogy a neve is utal, a zárt ciklus MHD-ben a működési folyadék zárt körben cirkulál. Tehát ebben az esetben inerte gáz vagy fém folyadék használható, hogy hőt vigyen. A fém folyadék általában nagy elektromos vezetékenységgel rendelkezik, így a szén gyakorlati hőmérséklete nem kell, hogy túl magas legyen. Ellentétben a nyílt ciklussal, nincsenek belépő és kilépő pontok a légkörnek. Így a folyamat jelentősen egyszerűsödik, mert ugyanaz a folyadék folyamatosan cirkulál a hatékony hőcseréhez.

MHD generáció előnyei

Az MHD generáció előnyei a hagyományos generációs módszerekkel szemben a következők:

1. Csak a működési folyadék cirkulál, nincsenek mozgó mechanikai részek. Ez a mechanikai veszteségeket nullára redukálja, és megbízhatóbbá teszi a működést.

2. A működési folyadék hőmérséklete az MHD falai által fenntartott.

3. Képes teljes teljesítményre majdnem közvetlenül elérni.

4. Az MHD generátorok ára sokkal alacsonyabb, mint a hagyományos generátoroké.

5. Az MHD nagyon magas hatékonysággal rendelkezik, ami magasabb, mint a legtöbb hagyományos vagy nem hagyományos generációs módszer.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.