تاریخچه ی:
انرژی مگنوهیدرودینامیکی
تفاوت با نگارش: 1
| !دید کلی | | !دید کلی |
- | در سالهای اخیر در چند روش آزمایشی تولید انرژی الکتریکی از گرما پیشرفتهایی حاصل شده است. در نیروگاههای خاری متداول ، انرژی ذخیره شده در سوختهای فیل به حرارت ، سپس توربینهای بخار به انرژی مکانیکی و سرانجام با چرخاندن ژنراتور به انرژی الکتریکی تبدیل می شود. از میان روشهایی که به ماشینهای چرخنده نیازی ندارد ، تولید مگنوهیدرودینامیکی(MHD ) امیدوارکننده است. شباهت و تفاوت مولد MHD با مولدهای معمولی: اصول اساسی تولید انرژی الکترودینامیکی تغییری نمی کند ؛ با حرکت یک هادی در میدان مغناطیسی جریان الکتریکی تولید می شود. در مولدهای متداول هادی جسم جامد متحرک است. در مولد MHD به جای جسم متحرک از یک گاز یونیده – پلاسما-ی متحرک استفاده می شود |
+ | در سالهای اخیر در چند روش آزمایشی تولید ((انرژی الکتریکی)) از گرما پیشرفتهایی حاصل شده است. در ((نیروگاه رارتی)) ، ((انرژی مکانیکی)) و سرانجام با چرخاندن ((ژنراتور)) به انرژی الکتریکی تبدیل میشود. از میان روشهایی که به ماشینهای چرخنده نیازی ندارد، تولید مگنتوهیدرودینامیکی (MHD ) امیدوار کننده است. !شباهت و تفاوت مولد MHD با مولدهای معمولی اصول اساسی تولید ((انرژی الکترودینامیکی)) تغییری نمیکند. با ((حرکت هادی در میدان مغناطیسی)) ، ((جریان الکتریکی)) تولید میشود. در مولدهای متداول هادی جسم جامد متحرک است. در مولد MHD به جای جسم متحرک از یک گاز یونیده (پلاسمای متحرک) استفاده میشود.
{img src=img/daneshnameh_up/d/d0/MHDchannel.jpg}
|
|
| !ساختار مولد MHD | | !ساختار مولد MHD |
- | ساده ترین مولد MHD لوله ای است که پلاسما در اثر اختلاف فشار در آن حرکت می کند. الکترونها در لوله و پیچکهای مغناطیسی در امتداد آن قرار دارند. با عبور پلاسما از میدان مغناطیسی کاتد وآند ولتاژی القا می شود. برای گرفتن توان بار به الکترود وصل می شود. تنها تفاوت بین مولدهای MHD و مولدهای چرخنده استفاده از پلاسما در MHD به جسم جامد متحرک مولدهای چرخنده است ، بقیه اصول اساسی کار شبیه مولدهای چرخنده است. />دستگاه MHD یک ماشین تک قطبی است ، بنابراین برای تولید توان جریان مستقیم بسیار مناسب است. |
+ | سادهترین مولد MHD لولهای است که ((پلاسما)) در اثر ((فشار|اختلاف فشار)) در آن حرکت میکند. الکترونها در لوله و پیچکهای مغناطیسی در امتداد آن قرار دارند. با عبور پلاسما از میدان مغناطیسی کاتد و آند ولتاژی القا میشود. برای گرفتن توان ، مقاومت بار به الکترود وصل میشود. تنها تفاوت بین مولدهای MHD و مولدهای چرخنده استفاده از پلاسما در MHD به جسم جامد متحرک مولدهای چرخنده است ، بقیه اصول اساسی کار شبیه مولدهای چرخنده است. دستگاه MHD یک ماشین تک قطبی است، بنابراین برای تولید توان ((جریان الکتریکی مستقیم|جریان مستقیم)) بسیار مناسب است. |
| !شرایط کاری مولد MHD | | !شرایط کاری مولد MHD |
- | مولد MHD باید در دمای بالا کار کند. برای اینکه یک سیال هادی خوبی باشد، حداقل باید تا حدی پوینده شود. یونش حرارتی گازها معمولا در حوالی 4000 درجه کلوین یا بیشتر رخ می دهد.اضافه کردن مقدار کمی بذر از ماده ای با قابلیت یونش زیاد مثل نمکهای پتاسیم ، در دماهایی پایین تر هم رسانایی قابل قبولی به دست می آید. هوای بذر دار در 2500 درجه کلوین و آرگون بذردار در دمای 2000 درجه کلوین به حد کافی رسانا می شوند. در هر دو مورد کافی است که بذر پتاسیم تنها 1 درصد حجم پلاسما باشد. بنابراین رسانای کافی در دماهایی حاصل می شود که در مقایسه با مولدهای توربینی (که در دمای 850 درجه کلوین کار می کند) نسبتا بالا است. ولی به هر حال ، با منابع گرمایی و مواد قابل دسترسی می توان به این دماها دست یافت. !بازده مولد MHD مولدهای MHD تنها هنگامی بازده خوبی خواهند داشت که حجمشان از حد خاصی بیشتر باشد. از آنجا که بهترین رسانایی ویژه ای که می توان از گاز انتظار داشت ، پنج مرتبه از رسانایی ویژه مس کمتر است ، حجم پلاسمای مولد MHD باید بسیار بزرگتر از حجم متحرک مولدهای متداول باشد. در نتیجه میدان مغناطیسی هم باید در حجم بزرگتری ایجاد شود ، این کار معمولا مشکل است. |
+ | مولد MHD باید در دمای بالا کار کند. برای اینکه یک سیال هادی خوبی باشد، حداقل باید تا حدی پوینده شود. یونش حرارتی گازها معمولا در حوالی 4000 درجه کلوین یا بیشتر رخ میدهد. اضافه کردن مقدار کمی بذر از مادهای با قابلیت یونش زیاد مثل نمکهای پتاسیم ، در دماهایی پایینتر هم رسانایی قابل قبولی به دست میآید. ((هوای بذردار)) در 2500 درجه کلوین و ((آرگون)) بذردار در دمای 2000 درجه کلوین به حد کافی رسانا میشوند.
در هر دو مورد کافی است که ((پتاسیم)) تنها 1 درصد حجم پلاسما باشد. بنابراین رسانای کافی در دماهایی حاصل میشود که در مقایسه با ((توربین بخار|مولدهای توربینی)) (که در دمای 850 درجه کلوین کار میکند) نسبتا بالا است. ولی به هر حال ، با منابع گرمایی و مواد قابل دسترسی میتوان به این دماها دست یافت.
{img src=img/daneshnameh_up/f/f6/mhd.jpg}
|
!بازده مولد MHD مولدهای MHD تنها هنگامی بازده خوبی خواهند داشت که حجمشان از حد خاصی بیشتر باشد. از آنجا که بهترین ((رسانایی ویژه|رسانایی ویژهای)) که میتوان از گاز انتظار داشت، پنج مرتبه از رسانایی ویژه مس کمتر است، حجم پلاسمای مولد MHD باید بسیار بزرگتر از حجم متحرک مولدهای متداول باشد. در نتیجه ((میدان مغناطیسی)) هم باید در حجم بزرگتری ایجاد شود، این کار معمولا مشکل است. |
| !مکانیزم تولید انرژی مولد MHD | | !مکانیزم تولید انرژی مولد MHD |
- | مولد MHD محفظه احتراقی دارد که در آن سوخت در دمای بالا می سوزد و گازهای حاصل از آن با تزریق ی مثل کربنات پتاسیم هادی می شود. گازهای باسرعت زیاد به داخل یک میدان مغناطیسی رانده می شود و طی یک فرآیند جریان مستقیم به بار می دهد. />در اثر اندرکنش گاز متحرک و میدان مغناطیسی ، انرژی جنبشی گاز به انرژی الکتریکی تبدیل می شود. جریان گاز ، به خاطر نیروی القایی ، که در خلاف جهت سرعت گاز است ، کند می شود. این نیرو همان نیروی عکس العملی است که انرژی را از ذرات گاز می گیرد. |
+ | مولد MHD محفظه احتراقی دارد که در آن سوخت در دمای بالا میسوزد و گازهای حاصل از آن با تزریق مهی مثل ~~green:کربنات پتاسیم~~ هادی میشود. گازهای با سرعت زیاد به داخل یک ((میدان مغناطیسی)) رانده میشود و طی یک فرآیند جریان مستقیم به ((مقاومت الکتریکی|مقاومت بار)) میدهد. در اثر اندرکنش گاز متحرک و میدان مغناطیسی ، ((انرژی جنبشی)) گاز به ((انرژی الکتریکی)) تبدیل میشود. جریان گاز ، بخاطر نیروی القایی ، که در خلاف جهت سرعت گاز است، کند میشود. این نیرو همان نیروی عکس العملی است که انرژی را از ذرات گاز میگیرد. |
| !سیال مورد استفاده در مولد MHD | | !سیال مورد استفاده در مولد MHD |
- | با دست آوردن روابط مربوطه می توان فهمید که رسانایی ویژه بزرگ شرط اساسی انتخاب سیال است. فلزات مایع مثل جیوه ، پتاسیم و سدیم رسانایی بالایی دارند و گرچه کار با آنها مشکل است ولی امیدهایی برانگیخته اند. گازهای بذردار (معمولا بذر کربنات سدیم) نیز با موفقیت به کار رفته اند. |
+ | با دست آوردن روابط مربوطه میتوان فهمید که رسانایی ویژه بزرگ شرط اساسی انتخاب سیال است. ((فلزات مایع)) مثل ((جیوه)) ، ((پتاسیم)) و ((سدیم)) رسانایی بالایی دارند. گرچه کار با آنها مشکل است ولی امیدهایی برانگیختهاند. گازهای بذردار (معمولا بذر کربنات سدیم) نیز با موفقیت بکار رفتهاند. |
| !مباحث مرتبط با عنوان | | !مباحث مرتبط با عنوان |
- | |
+ | *((آند)) *((انرژی جنبشی)) *((انرژی الکترودینامیکی)) *((انرژی الکتریکی)) *((پلاسمای متحرک)) *((توربین بخار)) *((ژنراتور)) *((سوختهای فسیلی)) *((کاتد)) *((مولد مگنتوهیدرودینامیک)) *((میدان مغناطیسی)) *((نیروگاه حرارتی)) |