МХД генератори су уређаји који се користе за производњу електричне енергије интеракцијом са покретном течношћу попут јонизованог гаса или плазме и магнетног поља. Употреба магнетохидродинамичке снаге генератори први пут је приметио ’Мицхаел Фарадаи’ током 1791-1867 током кретања флуидне електричне супстанце кроз фиксно магнетно поље. МХД електране пружају потенцијал за производњу електричне енергије у великим размерама са смањеним утицајем на животну средину. Постоје различите врсте МХД генератора дизајниране на основу врсте примене и горива које се користе. Импулсни МХД генератор се користи за удаљена места користе се за генерисање електричне енергије великих импулса.
Шта је МХД генератор?
Дефиниција: Магнетохидродинамички (МХД) генератор је уређај који генерише снагу директно интеракцијом са струјом која се брзо креће, обично јонизованим гасовима / плазмом. МХД уређаји трансформишу топлоту или кинетичку енергију у електрична енергија . Типично подешавање МХД генератора је и турбинско и електрично снага генератор се спаја у једну целину и нема покретних делова, чиме елиминише вибрације и буку, ограничавајући хабање. МХД имају највећу термодинамичку ефикасност јер раде на вишим температурама од механичких турбина.
Најбоље пре генератора
Најбоље пре дизајна генератора
Треба повећати ефикасност проводљивих супстанци да би се повећала оперативна ефикасност уређаја за производњу електричне енергије. Потребна ефикасност се може постићи када се гас загрева да постане плазма / течност или се додају друге јонизујуће супстанце попут соли алкалних метала. Да би се дизајнирао и применио МХД генератор, разматра се неколико питања попут економичности, ефикасности, контаминираних хиповода. Три најчешћа дизајна МХД генератора су:
Фарадаи МХД дизајн генератора
Дизајн једноставног Фарадаиевог генератора укључује клинасту цев или цев направљену од непроводљиве супстанце. Моћни електромагнет ствара магнетно поље и омогућава проводљивој течности да пролази кроз њега окомито, индукујући напон. Електроде су постављене под правим углом у односу на магнетно поље како би се извукла излазна електрична снага.
Овај дизајн нуди ограничења попут врсте поља и густине. На крају, количина снаге која се црпи помоћу Фарадаи-овог дизајна директно је пропорционална површини цеви и брзини проводне течности.
Дизајн генератора Халл МХД
Веома висока излазна струја произведена кроз Фарадаи-јеву тече заједно са флуидним каналом и реагује са примењеним магнетним пољем што резултира Халловим ефектом. Другим речима, струја која тече заједно са течношћу довела би до губитка енергије. Укупна произведена струја једнака је векторском збиру компонената попречне (Фарадаи-ове) и аксијалне струје. Да би уловили овај губитак енергије (Фарадаи и Халл Еффецт компоненте) и побољшавају ефикасност, развијене су различите конфигурације.
Једна од таквих конфигурација је употреба парова електрода који су подељени у ланац сегмената и постављени један поред другог. Сваки пар електрода је међусобно изолован и повезан у серију како би се постигао већи напон са нижом струјом. Као алтернатива, електроде, уместо да буду окомите, благо су искривљене да се поравнају са векторским збиром Фарадаи-ових и Халл-ових ефеката, омогућавајући да из проводљиве течности издвоје максималну енергију. Слика испод илуструје поступак дизајнирања.
дизајн хала-ефекат-генератор
Дизајн МХД генератора
Дизајн МХД генератора Халл Еффецт диска је изузетно ефикасан и најчешће се користи. Течност тече у центру генератора дискова. Канали затварају диск и течност која тече. Пар Хелмхолтцових калемова користи се за генерисање магнетног поља изнад, као и испод диска.
Фарадаи-ове струје теку преко границе диска, док Халл-Еффецт струја тече између прстенастих електрода смештених у средишту и границе диска.
проток струје у диску
Принцип МХД генератора
МХД генератор се обично назива флуидним динамом, што се упоређује са механичким динамом - а метал проводник пролазећи кроз магнетно поље ствара струју у проводнику.
Међутим, у МХД генератору, проводна течност се користи уместо металног проводника. Као проводна течност ( возач ) креће се кроз магнетно поље, оно ствара електрично поље окомито на магнетно поље. Овај процес производње електричне енергије кроз МХД заснован је на принципу Фарадејев закон од електромагнетна индукција .
Када проводна течност тече кроз магнетно поље, ствара се напон преко течности који је окомит и на проток течности и на магнетно поље према Флеминговом правилу за десну руку.
Примењујући Флемингово десно правило на МХД генератор, проводна течност се пропушта кроз магнетно поље „Б“. Проводни флуид има слободне честице наелектрисања које се крећу брзином „в“.
Ефекти наелектрисане честице која се креће брзином ‘в’ у константном магнетном пољу дати су Лорентзовим Законом о сили. Најједноставнији облик овог описа дат је доле векторском једначином.
Ф = К (в к Б)
Где,
„Ф“ је сила која делује на честицу.
„К“ је наелектрисање честице,
„В“ је брзина честице, и
„Б“ је магнетно поље.
Вектор „Ф“ је окомит на „в“ и „Б“ према правилу десне руке.
МХД генератор ради
МХД електрична енергија Дијаграм генерисања приказан је испод са могућим системским модулима. За почетак, МХД генератор захтева извор гаса високе температуре, који може бити расхладно средство у нуклеарном реактору или гасови сагоревања високих температура произведени из угља.
мхд-генератор-ради
Како гас и гориво пролазе кроз експанзиону млазницу, то смањује притисак гаса и повећава брзину течности / плазме кроз МХД канал и повећава укупну ефикасност излазне снаге. Издувна топлота произведена из течности кроз канал је једносмерна снага. Некада је покретао компресор да би повећао брзину сагоревања горива.
МХД циклуси и радне течности
Горива попут угља, нафте, природног гаса и других горива која су способна да производе високе температуре могу се користити у МХД генераторима. Поред тога, МХД генератори могу користити нуклеарну енергију за производњу електричне енергије.
МХД генератори су две врсте - системи отвореног и затвореног циклуса. У систему отвореног циклуса, радна течност пролази само једном кроз МХД канал. Ово производи издувне гасове након стварања електричне енергије, која се пушта у атмосферу кроз димњак. Радна течност у систему затвореног циклуса рециклира се до извора топлоте за поновну употребу.
Радна течност која се користи у систему отвореног циклуса је ваздух, док се хелијум или аргон користи у систему затвореног циклуса.
Предности
Тхе а предности МХД генератора укључи следеће.
- МХД генератори претварају топлоту или топлотну енергију директно у електричну енергију
- Нема покретних делова, па би механички губици били минимални
- Високо ефикасан Има већу оперативну ефикасност више од конвенционалних генератора, стога су укупни трошкови МХД постројења мањи у поређењу са конвенционалним парним постројењима
- Оперативни трошкови и трошкови одржавања су мањи
- Ради на било којој врсти горива и има бољу искоришћеност горива
Мане
Тхе недостаци МХД генератора укључи следеће.
- Помаже у великој количини губитака који укључују трење течности и губитке преноса топлоте
- Потребни су велики магнети, што доводи до већих трошкова у примени МХД генератора
- Високе радне температуре у опсегу од 200 ° К до 2400 ° К пре ће нагризати компоненте
Примене МХД генератора
Пријаве су
- МХД генератори се користе за вожњу подморница, летелица, хиперсоничних експеримената на аеротунелима, одбрамбених апликација итд.
- Користе се као непрекидно напајање система и као електране у индустрији
- Могу се користити за производњу електричне енергије за домаће потребе
ФАК
1). Шта је практични МХД генератор?
Практични МХД генератори су развијени за фосилна горива. Међутим, њих су претекли јефтини комбиновани циклуси, где издувни гасови турбина загревају пару за покретање парне турбине.
2). Шта је сетва у МХД генерацији?
Сијање је поступак убризгавања материјала за сејање попут калијум карбоната или цезијума у плазму / течност ради повећања електричне проводљивости.
3). Шта је МХД проток?
Полако кретање течности може се описати као редовно и уредно кретање. Сваки поремећај у брзини протока доводи до турбуленције, брзо мењајући карактеристике протока.
4). Које гориво се користи у МХД производњи енергије?
Расхладни гасови попут хелијума и угљен-диоксида користе се као плазма у нуклеарним реакторима за усмеравање МХД производње.
5). Може ли плазма да генерише електричну енергију?
Плазма је добар проводник електричне енергије јер има пуно слободних електрона. Постаје електрично проводљив када се примењују електрична и магнетна поља и која утичу на понашање наелектрисаних честица.
Овај чланак даје детаљан опис преглед МХД генератора , који производи електричну енергију помоћу металне течности. Такође смо разговарали о принципу МХД генератора, дизајну и радним методама. Поред тога, овај чланак истиче предности и недостатке и разне примене МХД генератора. Ево питања за вас, која је функција генератора?
