Plazma elektrik jeneratörleri gerçeğe dönüştüğünde

Enerjiyle ilgilenen hemen herkes MHD jeneratörlerinin beklentilerini duydu. Ancak bu jeneratörlerin 50 yıldan fazla bir süredir umut vaat ediyor olmaları çok az kişi tarafından biliniyor. Plazma MHD jeneratörleri ile ilişkili problemler makalede açıklanmaktadır.

Plazma ile hikaye veya manyetohidrodinamik (MHD) jeneratörler şaşırtıcı bir şekilde duruma benzer nükleer birleşme. Görünüşe göre sadece bir adım atmanız veya biraz çaba sarf etmeniz gerekiyor ve ısının elektrik enerjisine doğrudan dönüşümü tanıdık bir gerçek olacak. Ama başka bir sorun bu gerçeği süresiz olarak itiyor.

Her şeyden önce, terminoloji hakkında. Plazma jeneratörleri MHD jeneratörlerinin çeşitlerinden biridir. Ve bunlar, elektriksel olarak iletken sıvılar (elektrolitler) manyetik bir alanda hareket ettiğinde elektrik akımının ortaya çıkmasının etkisiyle isimlerini aldı. Bu fenomenler fiziğin dallarından birinde tanımlanır ve incelenir. magnetohydrodynamics. Buradan jeneratörler adını aldı.

Tarihsel olarak, jeneratör oluşturmak için ilk deneyler elektrolitler ile gerçekleştirildi. Ancak sonuçlar, elektrolitlerin süpersonik hızlara akışını hızlandırmanın çok zor olduğunu gösterdi ve bu olmadan jeneratörlerin verimliliği (verimliliği) son derece düşük.

Yüksek hızlı iyonize gaz akışları veya plazma ile daha ileri çalışmalar gerçekleştirildi. Bu nedenle, bugün, kullanım olasılıkları hakkında konuşma MHD jeneratörleri, yalnızca plazma çeşitliliği hakkında konuştuğumuzu unutmayın.

Fiziksel olarak, yükler manyetik bir alanda hareket ettiğinde potansiyel bir farkın ve bir elektrik akımının ortaya çıkmasının etkisi benzerdir Salon etkisi. Hall sensörleri ile çalışanlar, bir akım manyetik alana yerleştirilmiş bir yarı iletkenden geçtiğinde, kristal plakalarda manyetik alanın çizgilerine dik bir potansiyel farkın ortaya çıktığını bilir. Sadece MHD jeneratörlerinde akım yerine iletken bir çalışma sıvısı geçirilir.

MHD jeneratörlerinin gücü doğrudan kanalından geçen maddenin iletkenliğine, hızının karesine ve manyetik alanın karesine bağlıdır. Bu ilişkilerden, iletkenlik, sıcaklık ve alan gücü ne kadar büyük olursa, alınan gücün o kadar yüksek olduğu açıktır.

Isının elektriğe pratik dönüşümü ile ilgili tüm teorik çalışmalar, geçen yüzyılın 50'li yıllarına kadar gerçekleştirildi. Ve on yıl sonra, ABD'de 32 MW ve SSCB'de 25 MW kapasiteli “U-25” pilot tesisleri “Mark-V” ortaya çıktı. O zamandan beri, jeneratörlerin çeşitli tasarımları ve etkili çalışma modları test edilmiş ve çeşitli çalışma sıvıları ve yapısal malzemeler test edilmiştir. Ancak plazma jeneratörleri yaygın endüstriyel kullanıma ulaşmamıştır.

Bugün elimizde ne var? Bir yandan, Ryazan Eyaleti Bölge Santrali'nde 300 MW kapasiteli bir MHD jeneratörü bulunan birleşik güç ünitesi zaten çalışıyor. Jeneratörün verimliliği% 45'i aşarken, geleneksel termal istasyonların verimliliği nadiren% 35'e ulaşır. Jeneratör, doğal gazın yanmasıyla elde edilen 2800 derece sıcaklığa sahip bir plazma kullanır ve güçlü süper iletken mıknatıs.

Plazma enerjisinin bir gerçeklik haline geldiği anlaşılıyor. Ancak dünyadaki benzer MHD jeneratörleri parmaklarda sayılabilir ve geçen yüzyılın ikinci yarısında yaratıldı.

İlk neden açıktır: jeneratörlerin çalışması için ısıya dayanıklı yapısal malzemeler gereklidir. Füzyon programlarının uygulanmasının bir parçası olarak bazı malzemeler geliştirilmiştir. Diğerleri roket biliminde kullanılır ve sınıflandırılır.Her durumda, bu malzemeler son derece pahalıdır.

Başka bir neden, MHD jeneratörlerinin çalışmasının özellikleri: sadece doğru akım üretiyorlar. Bu nedenle, güçlü ve ekonomik invertörler gereklidir. Bugün bile, yarı iletken teknolojisinin kazanımlarına rağmen, böyle bir sorun tamamen çözülmemiştir. Ve bu olmadan, büyük gücü tüketicilere aktarmak imkansızdır.

Süper manyetik alanlar yaratma sorunu da tam olarak çözülmemiştir. Süper iletken mıknatısların kullanılması bile sorunu çözmez. Bilinen tüm süper iletken malzemeler, süperiletkenliğin ortadan kalktığı kritik bir manyetik alan gücüne sahiptir.

Sadece iletkenler aniden normal yoğunluğa 1000 A / mm2'yi aştığı normal duruma geçtiğinde ne olabileceğini tahmin edebilir. Neredeyse 3000 dereceye kadar ısıtılan plazmaya yakın sargıların patlaması küresel bir felakete neden olmaz, ancak pahalı bir MHD jeneratörü kesin olarak başarısız olacaktır.

Plazma ısıtmanın daha yüksek sıcaklıklara getirdiği sorunlar devam etmektedir: 2500 derecede ve alkali metal katkı maddeleri (potasyum), plazma iletkenliği çok düşüktür, bakır iletkenliği ile orantılı değildir. Ancak sıcaklıktaki bir artış yine yeni ısıya dayanıklı malzemeler gerektirecektir. Daire kapanır.

Bu nedenle, bugün oluşturulan MHD jeneratörlerine sahip tüm güç üniteleri ekonomik fizibilite yerine elde edilen teknoloji seviyesini göstermektedir. Ülkenin prestiji önemli bir faktördür, ancak bugün çok pahalı ve kaprisli MHD jeneratörleri inşa etmek çok pahalıdır. Bu nedenle, en güçlü MHD jeneratörleri bile pilot tesislerin statüsünde kalır. Onlarda, mühendisler ve bilim adamları gelecekteki tasarımlar üzerinde çalışıyorlar, yeni malzemeleri test ediyorlar.

Bu iş bittiğinde bunu söylemek zor. MHD jeneratörlerinin çeşitli tasarımlarının bolluğu, optimal çözümün hala uzakta olduğunu göstermektedir. Termonükleer füzyon plazmasının MHD jeneratörleri için ideal bir çalışma ortamı olduğu bilgisi, yüzyılın ortalarına kadar yaygın kullanımını itmektedir.

Comments

[#1]

Merhaba
1. MHD jeneratörleri hakkında yeterli deneyler yazılmıştır ve yapılmıştır. Problem, iyi tanımlanmış bir algoritmaya sahip iyi tanımlanmış bir yapıda fiziksel bir fenomen olarak bir çözüme sahiptir. Bu sözde kullanımı ile ilgilidir. kimyasal doğal yakıtlar. Çıkıştaki elektromanyetik (cihazın amacına benzer) enerji, yönde alternatif akımdır. Her zamanki bilinen e-posta şemalarına göre tüketiciye aktarımı. tedarik ediyoruz. Verimlilik mat modelleri% 90 ve üstü elde edildi.
2. Sentezleme için başlangıç ​​malzemesi olarak yakıt olarak hafif elementlerin çekirdeği kullanılarak hemen hemen aynı tasarıma sahip bir cihaz elde edilebilir. Bu sözde Tyas. Ev ihtiyaçları için elektrik tüketicisi için çıkışta, aynı alternatif elektrik akımı. Yukarıdaki klasik tedarik zincirine göre tüketici ile koordinasyon.
3. Taşıtların mekanik hareketi için p. 1 ve p. 2'ye göre üretilen elektriğin tüketiciye teslimine gelince, bir iyon tahrik cihazından (bence, çok umut verici) geleneksel elektrik motorlarından Lorentz kuvveti prensibine göre kullanmak için bir dizi seçenek vardır. Bence bunun için yeterli finansmana sahip bir teknik uzmanın hayal gücünün konuşlandırılacağı yer var.
4. İstem 1, 2, 3'e göre, olabildiğince çok sayıda deney yaptım: biri fiziksel - başarılı. Çeşitli mat için birçok seçenek.istem 1, madde 2'ye göre modeller Teorik matematiksel modeller, "yakıt" enerjisinin% 90 ve daha yüksek bir derecedeki elektromanyetik enerjiye dönüştürülmesinin verimliliği ile çok cesaret verici sonuçlar vermiştir. Ancak, bildiğiniz gibi, gerçeğin kriteri pratiktir. Kimin umurunda - bunun için git.
Saygılarımla, Boris.

[#2]

"Bugün elimizde ne var? Bir yandan, 300 MW MHD jeneratörlü kombine bir güç ünitesi zaten Ryazan Eyalet Bölgesi Elektrik Santralinde çalışıyor. Jeneratör verimliliği% 45'i aşarken, geleneksel termal istasyonların verimliliği nadiren% 35'e ulaşıyor. Doğal gazın yanmasıyla elde edilen 2800 derece ve güçlü bir süper iletken mıknatıs. "

Yazar yanıltıcı. Bir MHD jeneratörü olarak Ryazan bölgesindeki MGDES çalışmıyor ve bilim adamları hiçbir zaman yüksek sıcaklıklı plazmayı endüstriyel ölçekte tutmak için hiçbir zaman bir çalışma teknolojisi sunamadıkları için tam olarak çalışmadılar. Şu anda, Ryazan bölgesinin MGDES'i, ayrı bir dolusavaklığı olan eyalet bölgesi elektrik santrallerinin sadece bir başka bloğudur.