Магнитогидродинамический генератор: устройство, принцип работы и назначение

Исторический

Первым ученым, проявившим интерес к этой теме, был Хэмфри Дэви в 1821 году, когда он показал, что электрическая дуга может отклоняться магнитным полем. Десять лет спустя Майкл Фарадей планирует продемонстрировать существование электродвижущей силы в движущемся электрическом проводнике, подверженном воздействию магнитного поля Земли ; это явление электромагнитной индукции . Имея это в виду, в январе 1832 года он усовершенствовал первую концепцию МГД-генератора, которую он испытал на мосту Ватерлоо в Лондоне . Этот случай, хотя и случайно, приведет к закону Ленца-Фарадея .

Выработка электроэнергии в углубленные исследования по МГД продолжить XX — го века, первый проведенный венгерским физиком Бела Карловиц (в), который развивается МГД — генератора в лаборатории Westinghouse в 1938 г. Между тем, физик Swedish Альфвен, который был первым использовать термин магнитогидродинамику в 1942 году, изучает распространение альфвеновских волн в плазме в магнитосфере . Прерванные во время Второй мировой войны разработки и исследования в области МГД возобновились в 1960-х годах благодаря работе Ричарда Дж. Розы и помощи Министерства энергетики США, которое затем начало исследования в лабораториях Avco Everett.

В то же время возможные приложения физики плазмы к новым технологическим разработкам (затухание и отражение ударных волн, ядерный синтез, МГД-движение ) ориентируют первые исследования, инициированные инженерами продвигал MHD как вектор стратегических исследований во время холодной войны, о чем свидетельствует документ, рассекреченный американскими военно-воздушными силами в 1992 году и распространенный журналом Jane’s Defense Weekly в 1998 году. Впервые режиссер Том Клэнси в его шпионском романе Охота за Красным Октябрем, двигательный режим МГД был позже раскрыт широкой публике в экранизации романа « В погоне за Красным Октябрем» в 1990 году. Эта фантастика стала реальностью 19 июня 1992 года с первой навигацией японского гражданского МГД с двигателем. Судовой демонстратор Ямато 1 .

Примечания и ссылки

↑ и (en) Уильям Д. Джексон, на Encyclopdia Britannica (по состоянию на 15 августа 2020 г. ) .
↑ и Британская энциклопедия, « Магнитогидродинамический генератор энергии »,
(in) Майкл Фарадей, Экспериментальные исследования электричества, полет. 1, Лондон, 1849-1855, 597 с. , стр. 55.
(in) Хьюго К. Мессерле, Магнитогидродинамическое производство электроэнергии (серия Energy Engineering Series Unesco), Wiley,1995 г., 180 с. , стр. 7.
(in) Х. Альфвен, , Природа, 1942, т. 150, стр. 405.
Он получил Нобелевскую премию по физике в 1970 году за свою работу по этой теме.
.
(in) (Р. Роза) Research Note 132, AF-04 (647) -278, Avco Everett Research Laboratory, Массачусетс, США1 — го января 1959.
(in) (Р. Роза), Отчет об исследовании 69, AFBMD-TR-60-36, Исследовательская лаборатория Avco Everett, Массачусетс, США1 — го января 1960.
(in) (Р. Роса) AFBDM-TR — 60-1, Avco Everett Research Lab, Массачусетс, США1 — го января 1960.
(in) Джордж Саттон Артур Шерман, Инженерная магнитогидродинамика. , Минеола, штат Нью-Йорк, США, Макгроу-Хилл ,1965 г., 548 с. ( ISBN 0-486-45032-5 ), стр. 1, предисловие
О. М. Филлипс, Перспективы магнитогидродинамической двигательной установки корабля, J. Ship Res., 5, No. 4, 1962.
(рус) LG Васильев, А. И. Khozhainov, » Магнитная гидродинамика в Ship Engineering «, Судостроение, Ленинград ,1967.
(in) S. Way Исследование биполярных электрических и магнитных полей для движения подводных лодок (отчет): Сообщение предварительного меморандума (отчет), Судовое бюро ,15 октября 1958 г..
(RU) А.А. Азовцев, Б. Васильев, В. С. Лейкин, « Перспективы использования МГД-воздушных винтов для подводных транспортных судов », Судостроение за рубежом, № 1614 ,1968 г.
(in) Деннис К. Миллс « Плазменная аэродинамика после окончания холодной войны », диссертация, представленная на исторический факультет в частичном соответствии с требованиями для получения степени доктора философии, Университет штата Флорида ,19 апреля 2012 г.
Jane’s Defense Weekly, 17 июня 1998 г., стр. 8
(in) К. Х. Беккер, У. Когельшац, К. Х. Шенбах, Р. Дж. Баркер, Неравновесная воздушная плазма при атмосферном давлении, Лондон, Издательский институт физики,2005 г., 700 с. , стр. 589
(in) Джеймс Овердуин Виктор Поляк, Анджали Рута Томас Себастьян, Джим Селуэй, Дэниел Зайл, « Охота за Красным Октябрем II: Демонстрация магнитогидродинамической лодки для вводного курса физики, Учитель физики 55, 460 ,ноябрь 2017, стр. 460-466
(in) Ю. Сасакава, С. Такэдзава, К. Сугавара, , Международная конференция по морской и полярной инженерии, Труды, ISSN 1098-6189, Vol. 1. С. 12-19, 1993.
MJ Lighthill, Исследования МГД-волн и других анизотропных волновых движений, Philosophical Transactions of the Royal Society, vol. 252A, стр. 397-430, 1960.

Магнитная гидродинамика

Магнитная гидродинамика, изучающая закономерности движения жидких и газообразных электропроводящих сред в магнитном поле, — область электромеханики, так как при движении проводящей среды в магнитном поле происходит преобразование механической энергии в электрическую и обратно.

Магнитная гидродинамика изучает поведение проводящей жидкости ( или газа) в электромагнитных полях. В гидродинамическом приближении движение системы описывается переменными: плотностью, скоростью, давлением.

Условия термоядерного зажигания для плазмы из дейтерия и трития ( DT. параметр критерия Лоусона ( пт как функция ионной температуры ( Т.

Магнитная гидродинамика является одним из основных методов исследования устойчивости магнитного поля внутри ловушки.

Магнитная гидродинамика ( МГД) представляет собой область науки, изучающей закономерности движения сплошных жидких и газообразных электропроводящих сред в магнитном поле. Такими средами являются жидкие металлы, электролиты и ионизированный газ, который называется также плазмой.

Магнитная гидродинамика изучает движение сплошной электропроводной жидкости в электромагнитном поле. Вначале в магнитной гидродинамике изучалось движение только несжимаемых жидкостей ( откуда и пошло название гидро), однако сегодня этот термин применяется и к исследованию частично ионизированных газов. Для этой области были предложены и другие названия ( например, магнитоазродина-мика), но первоначальный термин продолжает сохраняться. Весьма существенным условием применимости законов магнитной гидродинамики к той или иной.

Магнитная гидродинамика — новая наука, изучающая взаимодействие магнитного поля с потоком сильно нагретых ионизированных электропроводных газов ( плазмы) и электропроводных жидкостей.

Магнитная гидродинамика — это область науки, в которой изучают поведение плазмы или проводящей жидкости ( расплавленных металлов или солей) в магнитном или электромагнитном полях.

Магнитная гидродинамика наряду с другими науками является теоретической основой при разработке магнитогидродинамических генераторов, а также плазменных и ионных двигателей.

Магнитная гидродинамика наряду с другими науками является теоретической основой при разработке магнитогидродинамических генераторов, а также плазменных и ионнных двигателей.

Магнитная гидродинамика — наука, изучающая взаимодействие магнитного поля с потоком сильно нагретых ионизированных электропроводных газов ( плазмы) и электропроводных жидкостей.

Магнитная гидродинамика изучает движение электропроводящих жидкостей и газов в электромагнитном поле. Движение непроводящих сред, при которых пондеромоторные силы возникают только под действием электрического поля, изучает электрогидродинамика. При этом в обоих случаях имеется в виду известное в обычной гидродинамике приближение сплошной среды. Кроме того, считается, что жидкость является немагнитной, она действует на магнитное поле не просто своим присутствием, а благодаря текущим в ней электрическим токам. Эти токи обладают собственным магнитным полем, благодаря чему напряженность магнитного поля в среде изменяется. С другой стороны, движущаяся электропроводная среда испытывает со стороны магнитного поля действие некоторых сил, зависящих от напряженности магнитного поля и скорости движения среды. Таким образом, можно сказать, что движение воздействует на магнитное поле, а магнитное поле оказывает воздействие на движение.

Последовательность направлений токов в фазах обмотки якоря двигателя по схеме 11 — 14 ( а и идеализированные формы кривых тока в фазах.

Магнитная гидродинамика ( МГД) является областью науки, изучающей закономерности физических явлений в электропроводящих жидких и газовых средах при их движении в магнитном поле. На этих явлениях основан принцип действия различных магнитогидродинамических ( МГД) машин постоянного и переменного тока. Некоторые МГД машины начинают в последнее время находить применение в различных областях техники, а другие имеют значительные перспективы применения в будущем.

Применение МГД-генераторов

Широкого использования таких устройств сегодня наблюдать не приходится. Тем не менее теоретически существует возможность строить электростанции с магнитогидродинамическими генераторами. Всего есть три допустимых вариации:

Термоядерные электростанции. В них применяется безнейтронный цикл с МГД-генератором. В качестве топлива принято использовать плазму на высоких температурах.
Тепловые электростанции. Используется открытый тип цикла, а сами установки по конструктивным особенностям являются достаточно простыми. Именно этот вариант все еще имеет перспективы к развитию.
Атомные электростанции. Рабочее тело в данном случае — инертный газ. Он нагревается в ядерном реакторе по закрытому циклу. Также имеет перспективы к развитию. Однако возможность применения зависит от появления ядерных реакторов с температурой рабочего тела выше 2 тысяч Кельвинов.

Расширения

Резистивная
Резистивная МГД описывает намагниченные жидкости с конечным коэффициентом диффузии электронов (η ≠ 0 {\ displaystyle \ eta \ neq 0}). Этот коэффициент диффузии приводит к нарушению магнитной топологии; Силовые линии магнитного поля могут «повторно соединяться» при столкновении. Обычно этот термин невелик, и повторные подключения можно обрабатывать, думая о них, как о шоках ; было показано, что этот процесс важен для магнитных взаимодействий Земля-Солнце.
Расширенный
Расширенный МГД описывает класс явлений в плазме, которые более высокого порядка, чем резистивная МГД, но которые могут адекватно лечиться одним описанием жидкости. К ним относятся эффекты физики Холла, градиенты электронного давления, конечные ларморовские радиусы в гиродвижении частиц и инерция электронов.
Двухжидкостная
Двухжидкостная МГД описывает плазму, которая включает не- незначительное электрическое поле Холла . В результате импульсы электронов и ионов следует рассматривать отдельно. Это описание более тесно связано с уравнениями Максвелла, поскольку существует уравнение эволюции для электрического поля.
Холл
В 1960 году М. Дж. Лайтхилл подверг критике применимость идеальной или резистивной теории МГД для плазмы. Это касалось пренебрежения «термином холловского тока», частым упрощением теории магнитного синтеза. Холловская магнитогидродинамика (HMHD) учитывает это электрическое поле, описывающее магнитную гидродинамику. Наиболее важным отличием является то, что в отсутствие разрыва силовых линий магнитное поле связано с электронами, а не с объемной жидкостью.
Электронная МГД
Электронная магнитогидродинамика (ЭМГД) описывает малые масштабирует плазму, когда движение электронов намного быстрее, чем движение ионов

Основные эффекты — это изменение законов сохранения, дополнительное сопротивление, важность инерции электронов. Многие эффекты электронной МГД аналогичны эффектам двухжидкостной МГД и холловской МГД

EMHD особенно важен для z-пинча, магнитного пересоединения, ионных двигателей и плазменных переключателей.
Бесстолкновительный
МГД также часто используется для бесстолкновительной плазмы. В этом случае уравнения МГД выводятся из уравнения Власова.
Уменьшенного
. Используя многомасштабный анализ, (резистивные) уравнения МГД могут быть сведены к набору четырех замкнутые скалярные уравнения. Это позволяет, например, для более эффективных численных расчетов.

Способ намотки катушки статора ветряка

Намотка катушек должна производиться по возможности более толстыми проводами, с целью снижения сопротивления в них. Делать это можно на оправке, либо на самодельном станке.

Для того чтобы разобраться, какой потенциал мощности имеет генератор, покрутите его с одной катушкой, поскольку, в зависимости от того, в каком количестве будут установлены неодимовые магниты и какова их толщина, данный показатель может существенно отличаться. Измерение проводятся без нагрузки при необходимом числе оборотов. Например, если генератор при 200 оборотах за минуту обеспечивает напряжение в 30 В, имея сопротивление в 3 Ом, то следует из 30 В вычесть 12 В (напряжение питания аккумулятора) и полученный результат — 18 делим на 3 (сопротивление в омах) получаем 6 (сила тока в амперах), которые и пойдут от ветрогенератора на зарядку АКБ. Однако, как показывает практика, по причине потерь в проводах и диодном мосту, реальный показатель, который будет производить магнитный аксиальный генератор, будет поменьше.

Толщина статора должна быть такой же что и магниты. Форма для него обычно фанерная, для прочности под катушки и поверх них кладут стеклоткань, и все это заливается эпоксидной смолой. Для того, что бы не допустить прилипания смолы к форме, последнюю смазывают любым жиром либо применяют скотч. Провода предварительно выводят наружу и скрепляют между собой, концы каждой фазы после этого соединяют треугольником либо звездочкой.

Структуры в МГД-системах

Во многих МГД-системах большая часть электрического тока сжимается в тонкие почти двумерные ленты, называемые текущие листы. Они могут разделить жидкость на магнитные домены, внутри которых токи относительно слабые. Считается, что токовые слои в солнечной короне имеют толщину от нескольких метров до нескольких километров, что довольно тонко по сравнению с магнитными доменами (которые составляют от тысяч до сотен тысяч километров в поперечнике). Другой пример — магнитосфера Земли, где токовые слои разделяют топологически различные области, изолируя большую часть ионосферы Земли от солнечного ветра.

Типичный цикл работы устройства

Другие узлы, составляющие конструкцию магнитогидродинамического генератора, лучше всего перечислить вместе с описанием функциональных процессов в той последовательности, в которой они происходят.

Камера сгорания принимает загружаемое в нее топливо. Также добавляются окислители и различные присадки.
Топливо начинает гореть, что позволяет образоваться газу в качестве продукта сгорания.
Далее задействуется сопло генератора. Через него газы проходят, после чего они расширяются, а их скорость возрастает до скорости звука.
Действие доходит до камеры, пропускающей через себя магнитное поле. На ее стенках находятся специальные электроды. Именно сюда поступают газы на данном этапе цикла.
Затем рабочее тело под влиянием заряженных частиц отклоняется от своей первичной траектории. Новое направление находится в точности там, где располагаются электроды.
Завершающий этап. Происходит образование электрического тока между электродами. На это цикл заканчивается.

Основные классификации

Существует множество вариантов исполнения готового устройства, однако принцип работы будет фактически одинаковым в любом из них. К примеру, возможен запуск магнитогидродинамического генератора на твердом топливе вроде продуктов сгорания ископаемых. Также в качестве источника энергии применяются пары щелочных металлов и их двухфазные смеси с жидкими металлами. По продолжительности работы МГД-генераторы делятся на длительные и кратковременные, а последние — на импульсные и взрывные. Из источников тепла можно назвать ядерные реакторы, теплообменные устройства и реактивные двигатели.

Кроме того, есть также классификация по типу рабочего цикла. Здесь подразделение происходит лишь на два основных типа. Генераторы с открытым циклом имеют рабочее тело, смешанное с присадками. Продукты сгорания идут через рабочую камеру, где они в процессе очищаются от примесей и выбрасываются в атмосферу. В замкнутом цикле рабочее тело попадает в теплообменник и лишь после этого поступает в камеру генератора. Далее продукты сгорания ждет компрессор, который и заканчивает цикл. После этого рабочее тело возвращается на первый этап в теплообменник.

Процесс создания ротора

Магниты следует располагать учитывая чередование полюсов, к тому же максимально точно, но прежде, чем приступить к их наклейке, нужно либо создать бумажный шаблон, либо прочертить линии, делящие диск на сектора. Чтобы не перепутать полюса, делаем отметки на магнитах. Главное — выполняем следующее требование — те магниты, которые стоят напротив друг друга, должны быть повернуты разными полюсами, то есть притягиваться.

Магниты приклеиваются к дискам при помощи супер-клея и заливаются. Также нужно сделать бордюрчики по краям дисков и в их центре, либо намотав скотча, либо вылепив из пластилина для недопущения растекания.

Модификация автомобильного генератора

Создание ротора на постоянных магнитах требует достаточно серьезного вмешательства в конструкцию. Необходимо уменьшить диаметр на толщину магнитов плюс толщину стальной гильзы, которая одевается на ротор для образования сплошного магнитного потока и одновременно служит посадочной площадкой под магниты. Некоторые специалисты обходятся без гильзы, устанавливая магниты прямо на ротор с уменьшенным диаметром и фиксируя на эпоксидку.

Процесс изготовления требует участия производственного оборудования. В токарный станок зажимается ротор и аккуратно снимается слой с таким расчетом, чтобы установленные магниты вращались с минимальным зазором, но вполне свободно. Установка магнитов производится на пластины ротора с чередованием полюсности.

Изготовление ротора из ступицы и тормозного диска

Рассмотренный способ относится к готовым генераторам, нуждающимся в небольших изменениях конструкции. К таким устройствам относятся автомобильные генераторы, часто применяющиеся самодеятельными конструкторами в качестве базового устройства. Зачастую генераторы собирают полностью самостоятельно, не имея готового устройства.

В таких случаях действуют несколько иначе. За основу берется автомобильная ступица с тормозным диском. Она качественно отбалансирована, прочна и приспособлена к нагрузкам определенного рода. Кроме того, размер ступицы позволяет разместить по окружности большое число магнитов, позволяя получить трехфазное напряжение.

Магниты с чередованием полюсности размещают на равноудаленном от центра расстоянии. Очевидно, что наибольшее число можно установить, если приклеивать их как можно ближе к наружному краю. Наиболее точным показателем станет размер магнитов, который определит возможность размещения на определенном расстоянии. Число магнитов должно быть четным, чтобы не сбивался ритм чередования полюсов при вращении.

Наклейка магнитов на ступицу производится при помощи любого клея, оптимальным вариантом считается эпоксидная смола, которой заливают магниты полностью. Это защищает их от воздействия влаги или от механических воздействий. Перед заливкой по краю ступицы рекомендуется сделать бортик из пластилина, не позволяющий эпоксидке стекать со ступицы вниз.

Конструкция генератора на автомобильной ступице наиболее удобна при изготовлении вертикального ветряка. Примечательно, что подобную схему можно использовать и без ступицы, на диске, вырезанном из обычной фанеры. Такая конструкция намного легче, позволяет выбирать удобный размер, что делает возможным создание чувствительного и производительного устройства.

Info

Publication number: RU2492570C1

RU2492570C1

RU2012113743/07A

RU2012113743A

RU2492570C1

RU 2492570 C1

RU2492570 C1

RU 2492570C1

RU 2012113743/07 A

RU2012113743/07 A

RU 2012113743/07A

RU 2012113743 A

RU2012113743 A

RU 2012113743A

RU 2492570 C1

RU2492570 C1

RU 2492570C1

Authority
RU
Russia

Prior art keywords

rotors
mhd
machine
shafts
working medium

Prior art date
2012-04-06

Application number
RU2012113743/07A
Other languages

English (en)

Inventor
Владимир Константинович Баев
Савелий Семенович Кацнельсон
Сергей Александрович Сюняков
Анатолий Яковлевич Коротких
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения Российской академии наук (ИТПМ СО РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
2012-04-06
Filing date
2012-04-06
Publication date
2013-09-10

2012-04-06Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения Российской академии наук (ИТПМ СО РАН)
filed

Critical

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения Российской академии наук (ИТПМ СО РАН)

2012-04-06Priority to RU2012113743/07A
priority

Critical

patent/RU2492570C1/ru

2013-09-10Application granted
granted

Critical

2013-09-10Publication of RU2492570C1
publication

Critical

patent/RU2492570C1/ru

Наблюдения и приложения

Геофизика

Жидкости сердечника из Земли и других планет, согласно современной теории, гигантского МГД — динамо, который генерирует магнитное поле Земли (геомагнетизме). Это явление было бы за счет конвекции движений на металлической внешнего ядра и индуцированных электрических токов.

Астрофизика

В астрофизике была первой областью описан МГД. Действительно, наблюдаемое вещество Вселенной состоит более чем на 99% из плазмы, включая звезды, межпланетные (пространство между планетами звездной системы ) и межзвездные (между звездами), туманности и джеты . Эти пятна вызваны магнитным полем Солнца, как и предположили Лармор в 1919. Солнечный ветер также регулируются MHD, как солнечные вспышки (разрывы линий поля и выброс частиц и высоких энергий излучения).

Инженерное дело

MHD участвует в разработке и управлении электролизерами для производства алюминия . Сильные электромагнитные поля приводят в движение жидкости (алюминий и электролит), создавая волны, устанавливающие минимальное расстояние между алюминием и анодами.

МГД теоретически используется для удержания плазмы (стабилизация, вытеснение или сжатие), в частности термоядерной горячей плазмы в термоядерных установках с помощью магнитного удержания (например, токамаков ) или магнитных устройств для образования шейки (например, Z-машины ).

МГД также непосредственно лежит в основе технологических приложений в виде электромагнитных машин без движущихся частей, называемых МГД-преобразователями, которые действуют на жидкость посредством электромагнитной силы (называемой силой Лоренца ) и могут использоваться:

для выработки электроэнергии ( МГД-генератор );
для разгона жидкостей ( МГД-ускоритель ) или их торможения. В частном случае плазмы, создаваемой в атмосферном воздухе.

Конкретные производственные достижения в начале XXI — го века, до сих пор экспериментальные или покрыты военной тайной. Они сталкиваются со многими трудностями: создание сильных магнитных полей с использованием сверхпроводящих электромагнитов , выработка достаточной электроэнергии, проводящие материалы, устойчивые к коррозии … и особенно к МГД-газу: материалы, устойчивые к высоким температурам и плотностям тока, эффективные системы ионизации газа., овладение теоретическими аспектами с высокими и др.

Корабли

В контексте магнитогидродинамической силовой установки лодка может двигаться вперед, используя это явление: это то, что японцы достигли с лодкой Yamato 1, создав сопло MHD.

Двигательная установка MHD требует использования электродов. Между ними, когда система проходит через систему с постоянным напряжением, создается электрическое поле, ортогональное магнитному полю, которое затем создает тягу, или силу Лапласа . Поле скорости в сопле, образованное электродами и индуктором, получается с использованием уравнений Максвелла и гидродинамики: связь поля скорости с полем магнитного поля позволяет описать профиль скорости. В рамках потока Гартмана (стационарное и ламинарное течение вязкой проводящей жидкости, которая считается несжимаемой между двумя параллельными бесконечными пластинами), поле скоростей регулируется законом Гартмана: это обсуждается в соответствии со значением числа Гартмана. Если этот тип движения является преимуществом из-за независимости электрического и магнитного полей, электролиз, вызванный использованием электродов, представляет собой проблему. Взаимодействие между электрическим полем и ионами, присутствующими в морской воде, вызывает накопление последней на катоде, что приводит к выделению газа, в том числе гидроксида кальция и магния, который является электрически изолирующим. Этот выброс не только блокирует проводящие свойства жидкости, но и является чрезвычайно шумным: при высоком давлении он похож на явление кавитации; испарение воды, которое происходит при 100 ° C, создает особый шум, который не позволяет лодке оставаться незаметной.

Последствия экспериментов и текущее состояние

К сожалению подробного хода экспериментов мне найти так и не удалось. Удалось найти лишь несколько упоминаний:

Вот что писала газета «Вечерний Мурманск» 29.08.2009:

И газета «Полярная правда» выпуск 19 от 10 февраля 2006 года:

А что же сегодня на местах исследований? К сожалению одни только бетонные основания, которые удерживали колоссальную мощь установок. На одной из них, на месте установки «Хибины» побывал блогер Андрей МШ и вы можете посмотреть на это место в его ролике. Начиная с таймкода 11:00

На сегодняшний день одним из самых перспективных направлений в области исследований с применением импульсных МГД-генераторов является исследование проблем снижения сейсмической опасности. Но к сожалению ввиду недостатка финансирования технология законсервирована на неопределённый срок.

Лишь напоминанием о былых экспериментах являются две установки: одна, привезённая из Киргизии, стоит во дворе Объединённого института высоких температур, вторая заняла место на постаменте возле научной станции РАН на Северном Тянь-Шане.

Как сделать МГД-генератор своими руками

Давайте рассмотрим вопрос, можно ли сделать МГД генератор своими руками? В принципе, ничего сложного нет, ведь теоретически схема и технология работы установки известна. Вот самый простой МГД генератор.

Для его изготовления потребуется плексигласовый брусок прямоугольного сечения вот с такими размерами: 120х26х18 миллиметров. В бруске необходимо сделать сквозное отверстие диаметром 12 мм. Внутрь отверстия устанавливаются две пластинки или из меди, или из латуни

Обратите внимание, что сечение полосок должно быть сегментным. Они соединяются клеммами

С двух сторон к бруску необходимо подсоединить ниппели из алюминия. К ним будут присоединяться резиновые шланги. По граням бруска приклеиваются цилиндры из плексигласа, на которые будут надеты магниты диаметром 20 мм. Все, вот такая нехитрая конструкция. Этот МГД генератор позволяет проводить забавные опыты с магнитной индукцией и электродвижущей силой. Все будет зависеть от числа прикрепленных магнитов, уменьшая или увеличивая их, можно изменять скорость движения ионов, изменять заряды, количество и так далее.

Плазменные ракетные двигатели

Рассмотренные электромагнитные насосы являются своеобразными двигателями постоянного тока. Подобные устройства в принципе пригодны также для разгона, ускорения или перемещения плазмы, то есть высокотемпературного (2000 – 4000 °С и больше) ионизированного и поэтому электропроводящего газа. В связи с этим производится разработка реактивных плазменных двигателей для космических ракет, причем ставится задача получения скоростей истечения плазмы до 100 км/с. Такие двигатели не будут обладать большой силой тяги и поэтому будут пригодны для работы вдали от планет, где поля тяготения слабы; однако они имеют то преимущество, что массовый расход вещества (плазмы) мал. Необходимую для их питания электрическую энергию предполагается получать с помощью ядерных реакторов. Для плазменных двигателей постоянного тока трудную проблему составляет создание надежных электродов для подвода тока к плазме.

Конструкция МГД-генераторов

Первый узел устройства называется каналом, по которому движется рабочее тело. В настоящее время в магнитогидродинамических генераторах в качестве основной среды применяется по большей части плазма. Следующий узел представляет из себя систему магнитов, которые отвечают за создание магнитного поля и электродов для отведения той энергии, которая будет получена в ходе рабочего процесса. При этом источники могут быть различными. В системе можно применять как электромагниты, так и постоянные магниты.

Далее газ проводит электрический ток и нагревается до температуры термической ионизации, которая составляет приблизительно 10 тысяч Кельвинов. После данный показатель непременно нужно снизить. Планка температуры падает до 2,2-2,7 тысячи Кельвинов за счет того, что в рабочую среду добавляются специальные присадки со щелочными металлами. В ином случае плазма не является в достаточной степени эффективной, потому как величина ее электропроводности становится значительно меньшей, чем у той же воды.

Исторический

Примечания и ссылки

Магнитная гидродинамика

Применение МГД-генераторов

Links

Расширения

Способ намотки катушки статора ветряка

Структуры в МГД-системах

Типичный цикл работы устройства

Основные классификации

Процесс создания ротора

Модификация автомобильного генератора

Изготовление ротора из ступицы и тормозного диска

Info

Наблюдения и приложения

Геофизика

Астрофизика

Инженерное дело

Корабли

Последствия экспериментов и текущее состояние

Как сделать МГД-генератор своими руками

Плазменные ракетные двигатели

Конструкция МГД-генераторов