Generacija MHD ili Generisanje elektroenergije magnetohidrodinamičkim putem

Generacija MHD ili, poznata i kao generacija magneto hidrodinamične snage, predstavlja direktni sistem pretvaranja energije koji pretvara toplinsku energiju direktno u električnu energiju, bez ikakvog među-mehaničkog pretvaranja, suprotno tome što se dešava u svim drugim elektrana. Stoga, ovim procesom može se postići značajna ekonomija goriva zbog eliminacije procesa proizvodnje mehaničke energije i njenog ponovnog pretvaranja u električnu energiju.

Istorija generacije MHD

Koncept generacije MHD je prvi put predstavljen od strane Michaela Faradaja godine 1832 u njegovoj Bakerian lekciji Royal Society. On je zapravo izveo eksperiment na Waterloo Mostu u Velikoj Britaniji za merenje struje iz toka reke Temze u magnetnom polju Zemlje.

Ovaj eksperiment na neki način je opisao osnovni koncept iza generacije MHD. Tijekom godina, provedeno je nekoliko istraživanja o ovoj temi, i kasnije 13. augusta 1940. ovaj koncept generacije magneto hidrodinamične snage bio je prihvaćen kao najšire prihvaćeni proces za pretvaranje toplinske energije direktno u električnu energiju bez mehaničkog podprocesa.

Princip generacije MHD

Princip generacije MHD je vrlo jednostavan i zasniva se na Faradayevom zakonu elektromagnetske indukcije, koji kaže da kada vodilja i magnetsko polje kreću jedno u odnosu na drugo, tada se indukuje napon u vodilji, što rezultira tokom struje preko terminala. Kao što naziv sugeruje, generator magneto hidrodinamične snage, prikazan na slici ispod, bavi se tokom vodljive tečnosti u prisustvu magnetskog i električnog polja. U konvencionalnom generatoru ili alternatoru, vodilja se sastoji od bakarnih vijaka ili traka, dok u generatoru MHD vruća jonizovana gasova ili vodljiva tečnost zamenjuju čvrstu vodilju.

Pod pritiskom, električno vodljiva tečnost teče kroz transverzalno magnetsko polje u kanalu ili cev. Para elektroda nalazi se na stenama kanala pod pravim uglom u odnosu na magnetsko polje i povezana je preko spoljnog kruga kako bi dostavila snagu opterećenju povezanom sa njom. Elektrode u generatoru MHD obavljaju istu funkciju kao i štapići u konvencionalnom DC generatoru. Generator MHD razvija DC snagu, a pretvorba u AC se vrši pomoću invertera. Snaga generisana po jedinici dužine od strane generatora MHD približno je data sa,

Gdje, u je brzina fluida, B je magnetska fluks gustoća, σ je električna provodljivost vodljive tečnosti, a P je gustoća tečnosti.

Iz gornje jednačine je jasno da, za veću gustinu snage generatora MHD, mora postojati jak magnetski polj 4-5 tesla i visoka brzina toka vodljive tečnosti uz dovoljnu provodljivost.

MHD ciklusi i radne tečnosti

MHD ciklusi mogu biti dva tipa, a to su

1. Otvoren ciklus MHD.

2. Zatvoren ciklus MHD.

Detaljan opis tipova MHD ciklusa i koriscenih radnih tečnosti dat je ispod.

Otvoren ciklus MHD sistema

U otvorenom ciklusu MHD sistema, atmosferski vazduh na veoma visokoj temperaturi i pritisku prolazi kroz jako magnetsko polje. Ugijel se najpre obrađuje i sagoreva u sagorivaču na visoku temperaturu oko 2700°C i pritisak oko 12 ATP sa unaprijed zagrejanim vazduhom iz plazme. Zatim se ubacuje materijal za sjemenje, poput karbonata kalijuma, u plazmu kako bi se povećala električna provodljivost. Rezultirajuća smjesa sa električnom provodljivošću oko 10 Siemens/m se širi kroz dupcic, kako bi imala visoku brzinu, a zatim prolazi kroz magnetsko polje generatora MHD. Tijekom širenja gasa na visokoj temperaturi, pozitivni i negativni joni se kreću prema elektrodama i time čine električnu struju. Gas se zatim ispušta kroz generator. Budući da se isti vazduh ne može ponovo koristiti, formira se otvoreni ciklus, stoga se naziva otvoreni ciklus MHD.

Zatvoreni ciklus MHD sistema

Kao što naziv sugeruje, radna tečnost u zatvorenom ciklusu MHD cirkulira u zatvorenoj petlji. Stoga se u ovom slučaju koristi inertni gas ili tečni metal kao radna tečnost za prenos toplote. Tečni metal ima prednost visoke električne provodljivosti, pa toplina pružena od strane materijala za sagorevanje ne mora biti previše visoka. Suprotno otvorenom sistemu, nema ulaza i izlaza za atmosferski vazduh. Stoga se proces značajno pojednostavljuje, jer se ista tečnost cirkulira više puta za efikasan prenos toplote.

Prednosti generacije MHD

Prednosti generacije MHD nad drugim konvencionalnim metodama generacije date su ispod.

1. Ovdje se samo radna tečnost cirkulira, a nema pokretnih mehaničkih dijelova. To smanjuje mehaničke gubitke na nulu i čini operaciju pouzdanijom.

2. Temperatura radne tečnosti održava se zidovima MHD-a.

3. Ima sposobnost da dostigne punu snagu skoro direktno.

4. Cena generatora MHD mnogo je niža od konvencionalnih generatora.

5. MHD ima vrlo visoku učinkovitost, koja je veća od većine drugih konvencionalnih ili nekonvencionalnih metoda generacije.

Izjava: Poštujte original, dobre članke vredi deliti, ukoliko postoji kršenje autorskih prava, molimo kontaktirajte za brisanje.