Magnetohydrodynamický měnič - Magnetohydrodynamic converter

Magnetohydrodynamic převodník ( MHD převodník ) je elektromagnetický stroj s žádné pohyblivé části zahrnující magnetohydrodynamiku , studium kinetiky z elektricky vodivých tekutin ( kapaliny nebo ionizovaný plyn) v přítomnosti elektromagnetických polí . Takové převodníky působí na tekutinu pomocí Lorentzovy síly, aby fungovaly dvěma možnými způsoby: buď jako elektrický generátor nazývaný generátor MHD , získávající energii z tekutiny v pohybu; nebo jako elektromotor nazývaný urychlovač MHD nebo magnetohydrodynamický pohon , který uvádí tekutinu do pohybu vstřikováním energie. Převodníky MHD jsou skutečně reverzibilní, jako mnoho elektromagnetických zařízení.

Michael Faraday se poprvé pokusil otestovat převaděč MHD v roce 1832. MHD převaděče zahrnující plazmy byly velmi studovány v 60. a 70. letech minulého století s mnoha vládními finančními prostředky a specializovanými mezinárodními konferencemi . Jednou z hlavních koncepčních aplikací bylo použití převaděčů MHD na horké výfukové plyny v uhelné elektrárně , kde bylo možné extrahovat část energie s velmi vysokou účinností a poté ji předat do konvenční parní turbíny . Výzkum se téměř zastavil poté, co se usoudilo, že elektrotermální nestabilita by při použití intenzivních magnetických polí výrazně omezila účinnost takových převodníků, i když řešení mohou existovat.

Magnetohydrodynamické převodníky se zkříženým polem (lineární Faradayův typ se segmentovanými elektrodami).  A: MHD generátor.  B: MHD akcelerátor.


Magnetohydrodynamické měniče se zkříženým polem

(lineární Faradayův typ se segmentovanými elektrodami)

A: MHD generátor. B: MHD akcelerátor.

Generování energie MHD

Magnetohydrodynamic generátor je převodník MHD, který převádí kinetickou energii z elektricky vodivé tekutiny, v pohybu vzhledem ke stálému magnetickému poli, do elektřiny . Výroba energie MHD byla v šedesátých letech rozsáhle testována s tekutými kovy a plazmami jako pracovními kapalinami.

V zásadě se plazma řítí dolů v kanálu, jehož stěny jsou vybaveny elektrodami. Elektromagnety vytvářejí v dutině kanálu rovnoměrné příčné magnetické pole. Lorentzova síla pak působí na trajektorii přicházejících elektronů a kladných iontů a odděluje opačné nosiče náboje podle jejich znaménka. Jelikož jsou negativní a kladné náboje v komoře prostorově odděleny, lze na elektrodách získat rozdíl elektrického potenciálu . Zatímco je práce extrahována z kinetické energie přicházejícího vysokorychlostního plazmatu, tekutina během procesu zpomaluje.

Pohon MHD

Magnetohydrodynamic urychlovač je MHD konvertor, který udílejí pohyb k elektricky vodivé tekutiny na počátku v klidu, za použití příčného elektrického proudu a magnetického pole, jak zpracovat během tekutina. Pohon MHD byl většinou testován s modely lodí a ponorek v mořské vodě . Od počátku 60. let rovněž probíhají studie o leteckých aplikacích MHD na pohon letadel a řízení toku, které umožňují hypersonický let : působení na mezní vrstvu, aby se zabránilo turbulentnímu laminárnímu proudění, zmírnění rázové vlny nebo zrušení pro tepelnou kontrolu a redukci vlny drag and form drag, control of flow flow and airflow speed speed with a MHD generator section before the scramjet or turbojet to extend their režimy at higher Mach numbers, combination to a MHD accelerator in the výfu tryzle fed by the MHD generator through a bypass system . Výzkum různých návrhů se provádí také na elektromagnetickém plazmovém pohonu pro průzkum vesmíru .

V MHD akcelerátoru Lorentzova síla zrychluje všechny nosiče náboje ve stejném směru bez ohledu na jejich znaménko, stejně jako neutrální atomy a molekuly tekutiny prostřednictvím kolizí. Kapalina je vystříknuta směrem dozadu a v reakci na to vozidlo zrychlí vpřed.

Viz také

Reference

Další čtení

  • Sutton, George W .; Sherman, Arthur (červenec 2006). Inženýrská magnetohydrodynamika . Dover Civil and Mechanical Engineering. Dover Publications. ISBN 978-0486450322.
  • Weier, Tom; Shatrov, Victor; Gerbeth, Gunter (2007). „Řízení toku a pohon u špatných vodičů“. V Molokově, Sergej S .; Moreau, R .; Moffatt, H. Keith (eds.). Magnetohydrodynamika: historický vývoj a trendy . Springer Science+Business Media. s. 295–312. doi : 10,1007/978-1-4020-4833-3 . ISBN 978-1-4020-4832-6.