磁流体动力磁流体发电研讨会及计划

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磁流体动力(MHD)发电研讨会及计划

介绍

世界已经熟悉了九头蛇、热和核能等常规发电资源。在所有的常规热资源和核资源等。在所有的常规系统中，势能或热能首先转化为机械能，然后把机械能转化为电能。势能转化为机械能是非常重要的。这需要巨大的资本成本和维护成本。全世界的研究人员都在试图通过消除能量转换中涉及的机械过程，将热能直接转换为电能，因为机械过程会造成重大的能量损失。

目前的研究集中在不涉及机械能转换步骤的转换过程上。在没有移动机械部件的情况下，可以允许在实现比典型常规工艺高得多的工作温度的情况下实现有效的发电系统。这些过程被称为直接转换系统，其中主要或次要能量不经过机械能阶段，直接转化为电能。下面介绍一些直接转换的方法:

磁流体动力学产生(MHD)
光伏发电系统(太阳能电池)
电化学能量转换(燃料电池)
热电发电

采用新的、直接的能量转换方法的原因是为了克服传统能源发电系统的缺陷。由于开发了新的直接能源转换器，使用新能源的可能性似乎有所增加。把热能直接转化为电能的方法有很多。在下面的一节中主要介绍详细讨论了直接能量转换技术(磁流体力学)。

磁流体发电机的类型

采用磁流体发电机的系统具有很高的潜力，其最终效率为60 ~ 65%，大大提高了传统热电站的效率(30 ~ 35%)。磁流体发电机每立方米通道体积的输出功率与气体速度和气体电导率的平方以及气体流经的磁场强度的平方成正比。此外，等离子体(电离气体)的电导率必须高于2000K的温度范围，以获得具有竞争力的良好性能。磁流体发电机在运行过程中通常会遇到一些问题，如发电机效率、经济性、有毒产物等。磁流体发电机分为三种不同的设计，如下所述:

法拉第发电机
霍尔发生器
磁盘发电机

法拉第发电机

这种类型的发电机由一个不导电的楔形管或管组成。当电离等离子体(导电流体)流过管子时，在强磁场的存在下产生电流，电流可以通过放置电极在楔形管或管子的两侧提取

90度的磁场。

法拉第发电机的主要实际问题是流体中的差动电压和电流通过管子两侧的电极。

霍尔发生器

电磁感应原理并不局限于固体导体。导电流体通过磁场的运动也能产生电能。当一种流体被用于能量转换技术时，它被称为磁流体动力学(MHD)，能量转换。流动方向与磁场方向成直角。一个电动势

(或电压)在与流和场方向成直角的方向上感应。为了适应霍尔效应，已经设计了许多发电机的配置。在法拉第发电机中，电极壁被分割并彼此绝缘，以支持轴向电场，并在一系列负载中取出电力。在另一种被称为霍尔发生器的结构中，穿过通道每个部分的法拉第场短路，各个部分串联在一起。

这允许在通道两端之间连接单个电力负载。这种设计的另一个主要好处是磁铁的效率更高。

首先，它有简单的平行线。其次，将流体处理在一个圆盘上，磁铁可以更接近流体，磁场强度随着距离的7次方而增加。最后，发电机功率较小，减小了磁铁的尺寸。因此，磁体使用的电能占发电量的比例要小得多。

磁盘发电机

圆盘发生器是最有效的设计。本设计目前掌握了磁流体发电的效率和能量集中记录。圆盘发生器有等离子体(电离气体)或流体在圆盘中心和环绕边缘的导管之间流动。磁励磁场由圆盘上方和下方的一对圆形亥姆霍兹线圈构成。法拉第电流在圆盘边缘以完美的死短流形式流动。霍尔效应电流在靠近中心的环形电极和靠近边缘的环形电极之间流动。