MHD ģenerācija vai magnēto hidrodinamiskā enerģijas ģenerācija
MHD ģenerācija vai arī zināma kā magnēto hidrodinamiskā enerģijas ģenerēšana ir tieša enerģijas pārveidošanas sistēma, kas pārvērš siltumu tieši elektrisko enerģiju, bez jebkādas starpnieka mehāniskās enerģijas pārveidošanas, pretēji visiem citiem enerģijas ražošanas objektiem. Tādēļ šajā procesā var ievērojami ietaupīt degvielu, izslēdzot mehāniskās enerģijas ražošanas un tās vēlreiz pārveidošanas elektriskajā enerģijā saistību.
MHD ģenerācijas vēsture
MHD enerģijas ģenerēšanas ideja tika ieviesta pirmo reizi Mikelam Faradejam 1832. gadā viņa Bakerijas lekcijā Kungu sabiedrībai. Viņš pat veica eksperimentu Vaterlo brīvā tilta apgabalā Lielbritānijā, mērodot strāvu no Temzes upes plūsmas Zemes magnētiskajā laukā.
Šis eksperiments daudzā ziņā aprakstīja MHD ģenerācijas pamatideju. Pēc tam gadiem ilgi tika veikts vairāks pētījums šajā jomā, un 1940. gada 13. augustā MHD enerģijas ģenerēšanas koncepts tika pieņemts kā visplašāk pieņemtais process siltuma tiešai pārveidošanai elektriskajā enerģijā bez mehāniskās sub-līdzekļa.
MHD ģenerācijas princips
MHD enerģijas ģenerēšanas princips ir ļoti vienkāršs un balstīts uz Faradeja elektromagnētiskās indukcijas likumu, kas nosaka, ka, kad vednis un magnētiskais lauks kustas relatīvi viens pret otru, vednī tiek izraisīts spriegums, kas rezultē strāvas plūsmā pa termināliem. Kā nosaukumā liecina, magnēto hidrodinamiskā ģeneratora attēlā parādītajā shēmā ir runa par vedno šķidruma plūsmu magnētiskā un elektriskā laukā. Parastajos ģeneratoros vai alternatoros vednis sastāv no vaļa viesiem vai stipriem, savukārt MHD ģeneratorā karstu ionizētu gāzi vai vedno šķidrumu aizstāj solīds vednis.
Spiediena zemā elektiski vednis plūst caur transversālu magnētisko lauku kanālā vai cepturī. Kanāla sienās atrodas elektrodi, kas novietoti perpendikulāri magnētiskajam laukam un savienoti ar ārējo šķērsojošo ceļu, lai nodrošinātu enerģijas piegādi slodzei, kam tas ir pieslēgts. Elektrodi MHD ģeneratorā veic tādu pašu funkciju kā šūtas parastajā DC ģeneratorā. MHD ģeneratora izveido DC enerģiju, un pārveidošana AC notiek, izmantojot inversoru. MHD ģeneratora ģenerētā enerģija vienības garumā aptuveni dota ar,
Kur u ir šķidruma ātrums, B ir magnētiskā plūsma blīvums, σ ir vedno šķidruma elektriskā vedņība, un P ir šķidruma blīvums.
No augstāk minētā vienādojuma redzams, ka, lai sasniegtu augstu MHD ģeneratora enerģijas blīvumu, ir nepieciešama stipra 4-5 tesla magnētiskā lauka spēka un augsts vedno šķidruma plūsmas ātrums, kā arī piemērotā vedņība.
MHD cikli un darbības šķidrumi
MHD cikli var būt divu veidu, proti,
Atvērts cikls MHD.
Aizvērts cikls MHD.
Nākamajā nodaļā sniegti detalizēti dati par MHD ciklu veidiem un izmantotajiem darbības šķidrumiem.
Atvērts cikls MHD sistēmā
Atvērtajā MHD ciklā atmosfēras gaisa ļoti augsta temperatūrā un spiedienā tiek caurspiests stiprs magnētiskais lauks. Uguns dabiski tiek apstrādāts un degts degšanas aparātā augstā temperatūrā aptuveni 2700°C un spiedienā aptuveni 12 ATP ar iepriekš sildītu gaisu no plazmas. Pēc tam plazmā tiek injicēts tāds sējmateriala kā kalna karbonāts, lai palielinātu elektrisko vedņību. Iegūtā maisījuma, kuram ir elektriskā vedņība aptuveni 10 Siemeni/m, tiek paplašināts caur trauksmi, lai iegūtu augstu ātrumu, un tad tiek caurspiests MHD ģeneratora magnētiskajā laukā. Augstā temperatūrā gāzes paplašināšanās laikā pozitīvie un negatīvie jon
