МГД-генератор

При температуре гелия 1500° С возможно получение неравновесной ионизации плазмы и осуществление экономичного процесса преобразования энергии в МГД-генераторе теплового потока с объемной плотностью 20—100 МВт/м канала [6]. [c.6]

Магнитогидродинамический (МГД) генератор основан на принципе движения ионизированного потока газа (при высокой температуре) между полюсами сильного электромагнита. Электрически заряженные частицы потока отклоняются к аноду и катоду в зависимости от знака заряда. Два электрода, расположенные с каждой стороны потока, воспринимают заряженные частицы один (анод) — положительные, другой (катод) — отрицательные. При соединении обоих электродов проводником в цепи возникает электрический ток. [c.325]

Тематику этих исследований, публикуемых в журналах прикладной физики, механики и математики, в общих чертах можно охарактеризовать следующим образом. Первая группа дисциплин объединяет химическую, топливную и пищевую промышленность, агротехнику, целлюлозно-бумажную промышленность, коллоидную химию и физику грунтов. Каждая из дисциплин рассматривает ряд вопросов, касающихся транспортеров, пневматических конвейеров, гетерогенных реакторов, распылительных сушилок, псевдоожижения, осаждения, уплотненных слоев, экстракции, абсорбции, испарения и вихревых уловителей. В группе дисциплин, включающих метеорологию, геофизику, электротехнику, сантехнику, гидравлику, фоторепродукцию и реологию, мы сталкиваемся с такими вопросами, как седиментация, пористость сред, перенос и рассеяние, выпадение радиоактивных осадков, контроль за загрязнением воздуха и воды, образование заряда на каплях и коалесценция, электростатическое осаждение и ксерография. В механике, ядерной и вакуумной технике, акустике и медицине исследуются процессы горения, кипения, распыления, кавитации, перекачивания криогенных жидкостей, подачи теплоносителя и топлива в реакторах, затухания и дисперсии звука, обнаружения подводных объектов, течения и свертывания крови. В общих разделах космической науки и техники исследуются сопротивление движению искусственных спутников, взаимодействие космических аппаратов с ионосферой, использование коллоидного топлива для ракетных двигателей, рассеяние радиоволн, абляция, ракетные двигатели на металлизированном топливе, МГД-генераторы и ускорители. [c.9]

Проблемы ослабления радиоволн продуктами сгорания металлизированных ракетных топлив и концентрации зольных частиц в МГД-генераторе на продуктах сгорания стимулировали изучение взаимодействий твердых частиц в ионизованном газе [727, 728, 737]. [c.453]

Можно ожидать значительно более медленного снижения температуры рабочего тела по сравнению с одним только гелием с добавкой цезия. Таким образом можно поддерживать почти постоянную проводимость в относительно длинных каналах МГД-генератора, в котором используется смесь газа с твердыми частицами. [c.469]

В конструкциях магнитогидродинамических генераторов с холодными стенками проблема электродов решается применением охлаждаемых металлических поверхностей (нержавеющая сталь, медь и др.). Создание холодных изолирующих стенок представляет еще более сложную задачу, так как в крупных МГД-генераторах это сопряжено с большими тепловыми потоками, что [c.210]

МГД-генераторы электрической энергии (обзор). — Ияф. бюлл. Прямое преобразование тепловой энергии в электрическую и топливные элементы , 1967, вып. 4 2 (65), с. 5—>52. [c.252]

В МГД-генераторе сильно нагрета только плазма и отсутствуют движущиеся детали, подвергаемые подобно лопаткам турбин одновременному воздействию больших механических напряжений и высоких температур. Возможность использовать огнеупорные материалы и применять охлаждение неподвижных металлических деталей, соприкасающихся с плазмой, позволяет повысить температуру рабочего тела, а значит, и КПД установки. Для температуры плазмы, равной на входе 7 i = 2500 К, а на выходе Гг = 300 К, теоретическое зна [c.183]

Первая опытно-промышленная электростанция У-25 с МГД-генератором мощностью 25 МВт была запущена в нашей стране в 1971 г. [c.183]

На Рязанской ГРЭС начато строительство МГД-генератора мощностью 500 МВт на газомазутном топливе. [c.183]

В насосе или ускорителе (П<1) вычитаемое в скобке меньше уменьшаемого, а в МГД-генераторе (П > 1) — наоборот. [c.217]

Если и > W , то механическая работа электромагнитной силы превосходит изменение полного запаса энергии газа, т. е. механическая энергия частично переходит в энергию электромагнитного поля в виде тока, который может совершать работу во внешней цепи МГД-генератора. Если н<И д, то энергия электромагнитного поля передается газу в виде механической работы или тепла (насос или ускоритель). [c.242]

Большая часть наших знаний о плазме получена из исследований газового разряда. В настоящее время интерес к изучению плазмы резко возрос в связи с проблемой энергетического использования термоядерных реакций синтеза легких ядер, а также в связи с использованием плазмы в качестве пара (рабочего вещества) в МГД-генераторах. При большой температуре газа, когда он находится в. состоянии плазмы и частицы движутся с большими скоростями, становятся возможными преодоление кулоновского потенциального барьера при столкновениях атомных ядер и их синтез. Практически особо важное значение представляет возбуждение термоядерных реакций в дейтерии, так как в этом случае такие реакции должны идти при относительно меньших температурах (Г 10 К). Горение ядер дейтерия в результате их синтеза в а-частицы приводит к выделению большой энергии. [c.215]

Температуры теплоотдатчика и рабочего тела в ряде случаев, например, в паросиловых установках, существенно различны, так как ни свойства рабочего тела, ни свойства конструкционных материалов не позволяют довести температуру рабочего процесса цикла до температуры теплоотдатчика. Применение жаропрочных конструкционных материалов может несколько уменьшить эту разность температур того же самого можно достигнуть переходом на высокие давления рабочего тела в цикле (применительно к воде это будут закритические давления) использованием теплоты отходящих продуктов сгорания для подогрева топлива и предварительного подогрева рабочего тела можно улучшить общее использование выделяющейся при сгорании топлива теплоты. Но более перспективным (во всяком случае в паросиловых установках) является использование горячих продуктов сгорания, после того как завершено нагревание основного рабочего тела, в качестве вторичного рабочего тела (как это осуществляется в парогазовых установках) или применение бинарных циклов с использованием в верхнем цикле наиболее подходящего высокотемпературного рабочего тела. Возможно также использовать в качестве головного звена энергетической установки МГД генератор. В этом случае горячие газы сначала поступают в рабочий канал МГД-генератора, где часть кинетической энергии потока преобразуется в электри- [c.526]

Рис. 19.13. Рабочий канал МГД-генератора

I — компрессор 2 —подогреватель сжатого воздуха 3 —топливный насос — камера сгорания 5—сопло и рабочий ка-мал МГД-генератора 6 —парогенератор 7—паровая турбина 8 конденсатор 9 питательный насос [c.612]

В жидкометаллических МГД-генераторах рабочие температуры сравнительно низкие, однако при этом возникают другие трудности, главными из которых является разгон жидкости до больших скоростей [c.612]

Термический к. п. д. энергетической установки с МГД-генератором [c.613]

В схемах МГД-генераторов предусматриваются также электрофильтры для улавливания и регенерации ионизирующих присадок и установки для химической регенерации азотной и серной кислоты (рис. 19.16). [c.613]

В ионизированном газе, протекающем по каналу, в поперечном магнитном поле индуцируется электрический ток, который снимается посредством электродов на внешнюю нагрузку 4. Подобное устройство представляет собой МГД-генератор. [c.457]

Эффективность работы такого типа МГД-генератора может быть оценена электрическим к. п. д., показывающим, какая часть генерируемой мощности выделяется на нагрузке и какая рассеивается на внутреннем сопротивлении генератора. [c.458]

Электропроводность газа — одна из важнейших величин, определяющих эф )ективность МГД-генератор а. Как известно, газ [c.458]

О роли проводимости газа в эффективности МГД-генератора можно судить по расчетным кривым, приведенным на рис. XV.29. Здесь представлена зависимость наибольшего характерного размера генератора определенной мощности (в данном случае 100 ООО кВт) в функции проводимости газа и напряженности магнитного поля. [c.458]

Рассмотрим теперь возможные варианты МГД-генераторов. [c.459]

Можно показать, что выходная мощность на единицу объема потока пропорциональна произведению си . Поэтому при конструировании конкретного типа МГД-генератора необходимо стремиться получить эту величину возможно большей. [c.459]

Естественно, что мощность линейного МГД-генератора ограничивается длиной, на которой происходит взаимодействие ионизированного газа с магнитным полем. Один из способов увеличения длины взаимодействия — использование спирального вихревого течения газа в поперечном магнитном поле. [c.459]

МГД-генератор, в котором магнитное поле 2 приложено радиально, а электродами 4 служат параллельные плоские диски, ограничивающие поток (рис. XV.31). [c.459]

Низкотемпературная плазма (температура IOOOK) находит применение в газоразрядных источниках спета и в газовых лазерах, в термоэлектронных преобразователях тепловой энергии в электрическую и Б магиитогидродннамических (МГД) генераторах. [c.290]

Газовый МГД генератор имеет существенные преимущества по сравпеыию с обычной паротурбинной установкой. В паротурбинной установке химическая энергия топлива сначала переходит во внутреннюю энергию продуктов сгорания, которая в котельной установке частично передается воде и водяному пару, а энергия пара в турбогенераторе создает электрическую энергию. В МГД генераторе рабочим телом служит ионизированный проводящий газ, движущийся в магнитном поле и являющийся одновременно проводником, что обусловливает более простую конструкцию установки. Кроме того, применение более высоких температур, получающихся в процессе горения, и отсутствие динамических и механических напряжений в МГД генераторе увеличивают эс1)фективпый к. п. д. [c.325]

На рис. 20-9 представлена схема магнитогидродинамической установки, работающей на нылеугольном топливе по разомкнутой схеме. На рисунке условио показан одновальный турбоагрегат. Для эффективного использования теплоты топлива в установку включена паросиловая часть, утилизирующая теплоту отработавших в МГД генераторе газов. Паровая часть включает турбину, состоящую из трех цилиндров. [c.326]

Пылеугольное топливо поступает в камеру сгорания 1 МГД генератора. Воздух в камеру сгорания подается компрессором 13 под давлением до 10 бар. Воздух перед поступлением в камеру сгорания предварительно проходит через трубчатый регенератор тепла 3, где подогревается до 2030° С. В камере сгорания температура газов достигает 2930—3030° С. С этой температурой газы поступают в канал МГД генератора 4 постоянного тока, где расширяются до атмосферного давления со снижением гемпературы до 2400° С. Затем газы проходят последовательно через регенератор 3, пароперегреватели 5, б и паровой котел 7, в котором охлаждаются до 150 С. Пар, получаемый в котле, последов ательио проходит через цилиндр [c.326]

На рис. 20-10 изображен Ц[1кл МГД установки в Ts-диаграмме. Компрессор сжимает воздух в процессе 1-2. Затем воздух подогревается в регенераторе (до точки d процесс 2-d). В камере сгорания происходит дальнейший нагрев рабочего тела до 2930—3030° С (точка Л). Пл. dSekd соответствует теплоте, выделившейся при сгорании топлива. Образовавшиеся газы из камеры вытекают в канал генератора электрического тока, проходя через сильное магнитное поле. За каналом генератора температура рабочего тела падает до значения в точке 4. В идеальном МГД генераторе [c.327]

Учитывая потери в генераторе, действительный к. п. д. установки составит 40—45%. Теплота уходящих газов в МГД генераторе используется в паросиловой установке, идеальному циклу которой соответствует пл. 5111098765. Использованная теплота в паросиловой установке повышает к. п. д. МГДгенератора до 55—60% и выше. Если применить газы, покидаюш,ие МГД генератор в парогазовой установке, то к. п. д. всей системы может увеличиться еще на несколько процентов. [c.328]

Качественно новые явления наблюдаются при охлаждении пористых электродов электроразрядных устройств и МГД-генератора вдувом инертного газа с добавкой ионизирующейся присадки щелочных металлов. В этом случае наряду с тепловой и химической защитой электродов имеет место и защита от эрозии, так как добавление в охладитель ионизирующейся присадки позволяет достигнуть высокой плотности тока на катоде до 15 АУсм в режиме распределенного бездугового разряда при температуре рабочей поверхности 1200...1600 К. [c.8]

Особенно эффективны для теплозащиты пористые стенки из тугоплавких металлов при испарительном охлаждении их жидким металлом, а также при пропитке или подаче через них сублимирующего состава. Применение щелочных металлов позволяет сочетать теплозащиту с одновременным вводом паров в рабочий поток в МГД-генераторах в качестве ионизирующейся присадки. Электродуговой испаритель, 1рубчатый проницаемый электрод которого охлаждается испаряющимся металлом, может быть использован для получения мелкодисперсного металлического порошка. [c.9]

Если электрический ток, индуцируемый магнитным полем в потоке жидкости, направить во внешнюю цепь, то получится магнитогидродинампческий генератор тока (МГД-генератор). [c.215]

Для того чтобы канал работал на режиме МГД-генератора iiz>0), нужно, чтобы средняя скорость потока была больше скорости дрейфа в случае работы канала на режиме насоса пли ускорителя iz< 0) средняя скорость в канале меньше скорости дрейфа. Знак плотности тока определяет и направление электромагнитной силы. На основании (107) заключаем, что в МГД-ге-нераторе электромагнитная сила направлена против потока Ez <0), а в насосе и ускорителе — по потоку (Е,,>0) градиент давления по длине канала (без учета трения) в МГД-гене-раторе должен быть отрицательным (др1дх<0), а в насосе пли ускорителе — положительным dpjdx > 0) ). [c.216]

В МГД-генераторе (др1дх<0) напряженность электрического поля должна быть такой, чтобы знак правой части (120) был отрицательным. [c.217]

В настоящее время наибольшее научно-техническое развитие получил магнитогидродинамический метод (МГД-,метод) прямого преобразования энергии. Идея этого метода основана на том, что при пересечении проводником линий индукции в нем возникает ЭДС. В МГД-генераторе таким проводником является электропроводящий газ (плазма). Высокотемпературный газ (2500— 3000°С) в МГД-генераторе выполняет двойную роль в сопле перед генератором внутренняя энергия газа преобразуется в кинетическую энергию noTOiKa, т. е. газ -является термодинамическим рабочим телом, а в генераторе кинетическая энергия потока преобразуется в электрическую энергию, т. е. газ выполняет роль силовой обмотки электрической машины. Можно поэтому говорить, что МГД-гбнератор представляет собой совмещенную с тепловым двигателем электрическую машину, а термодинамический цикл энергетической установки с МГД-генератором принципиально ничем не отличается от известных циклов газо- и паротурбинных установок. Использование высокой температуры рабочего вещества (которую вполне выдерживают неподвижные части генератора) приводит к генерации электроэнергии МГД-методом с КПД до 50—60%. [c.69]

Соответствующие устройства, в которых осуществляется превращение химической энергии в электрическую, называются термоэлектрическими генераторами, термоэмиссионными преобразователя.ми, магнитогндродина-мическими (МГД) генераторами, электрохимическими генераторами или топливными элементами, солнечными батарея.ми. [c.515]

Первые три способа или предполагают сжигание топлива, как, например, магнптогидродинамический, или требуют поддержания достаточно высоких температур вовремя рабочего процесса, который осуществляется в весьма узком интервале температур. Вследствие этого к. п. д. термоэлектрических генераторов, термоэмиссионных преобразователей и МГД-генераторов оказывается сравнительно низким. Все эти генераторы и преобразователи могут иметь лишь вспомогательное значение в соединении с машинными способами получения электрической энергии, которые являются в настоящее время основными и, по-види.мому, долго будут оставаться таковыми. Так, например, МГД-генератор может быть применен в качестве головного высокотемпературного звена обычной теплосиловой электрической станции (возможно, что МГД-генераторы могут оказаться полезными и в тех случаях, когда необходимо получить большие мощности на короткое время и когда величина к. п. д. не является определяющей) термоэлектрический генератор может быть рационально сочленен с ядерным реактором. [c.515]

Превращение энергии в канале МГД-генератора. Предположим, что электропроводящий газ течет по каналу прямоугольного сечения со стенками ширины а и 6 и с осью, параллельной оси ОХ (рис. 19.13). Движение газа предполагается турбулентным, причем поперечное сечение канала изменяется по длине достаточно медленно. В этих условиях можно считать, что калсдый из параметров текущего газа имеет во всех точках поперечного сечения канала одно п то же значение, равное его средней величине. Таким образом, течение газа можно рассматр - вать как квазиодномерное. [c.611]

Цикл энергетической установки с МГД-генератором. Ранее отмечалось, что применение МГД-генераторов наиболее целесообразно (если опыт подтвердит эффективность использования МГД-геиераторов вообще) в качестве головного звена обычной энергетической (в частности, паросиловой) установки. Это сопряжено с тем, что рабочие температуры в газовом (или, как говорят еще, плазменном) МГД-генераторе составляют 2000" С н более. При температурах ниже этой величины электропроводность газа слишком низка для осуществления процесса. [c.612]

На рис. 19,14 и 19.15 изображены схема и теоретический цикл энергетической установки с МГД-генератором открытого типа. В МГД-генераторе полезная внешняя работа производится на нижнем участке процесса /—2, после того как прошедшие через сопло газообразные продукты сгорания образуют сверхзвуковой поток газа. В рабочем канале МГД-генератора кнне- [c.612]

Простейшей является схема линейного МГД-генератора, экспериментальная модель которого показана на рис. XV. 30. Он состоит из узкого канала 6, в который через вход 2 вдувается ионизированный газ, предварительно нагретый в камере 3 дугой, создаваемой электродами 1. В дуговую камеру подаются легкоионизирующнеся добавки 4 в виде соединений щелочных металлов. К двум противоположным стенкам канала подводится магнитное поле, создаваемое электромагнитом 7. Индуктированный в проводящем газе ток снимается с электродов, смонтированных на двух других стенках канала. Газ поступает в генератор из ресивера 5. [c.459]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...