Kapag ang mga generator ng koryente ng plasma ay naging katotohanan

Halos lahat ng taong interesado sa enerhiya ay narinig ang tungkol sa mga prospect ng mga generator ng MHD. Ngunit ang katotohanan na ang mga generator na ito ay nasa katayuan ng pangako para sa higit sa 50 taon ay kilala sa iilan. Ang mga problema na nauugnay sa mga generator ng MHD ng plasma ay inilarawan sa artikulo.

Kuwento na may plasma, o magnetxidodynamic (MHD) generators nakakagulat na katulad ng sitwasyon sa pagsasanib. Tila kailangan mong gumawa lamang ng isang hakbang o gumawa ng isang maliit na pagsisikap, at ang direktang pag-convert ng init sa elektrikal na enerhiya ay magiging isang pamilyar na katotohanan. Ngunit isa pang problema ang nagtutulak sa realidad na ito nang walang hanggan.

Una sa lahat, tungkol sa terminolohiya. Ang mga generator ng plasma ay isa sa mga uri ng mga generator ng MHD. At ang mga ito naman, ay nakuha ang kanilang pangalan sa pamamagitan ng epekto ng isang kuryente na kasalukuyang kapag ang mga electrically conductive likido (electrolyte) ay lumipat sa isang magnetic field. Ang mga phenomena na ito ay inilarawan at pinag-aralan sa isa sa mga sanga ng pisika - magnetxidodynamics. Mula rito nakuha ng mga generator ang kanilang pangalan.

Ayon sa kasaysayan, ang mga unang eksperimento upang lumikha ng mga generator ay isinagawa gamit ang mga electrolyte. Ngunit ipinakita ng mga resulta na napakahirap na mapabilis ang pagdaloy ng mga electrolyte sa bilis ng supersonic, at kung wala ito, ang kahusayan (kahusayan) ng mga generator ay napakababa.

Ang mga karagdagang pag-aaral ay isinasagawa na may daloy ng high-speed ionized gas flow, o plasma. Samakatuwid, ngayon, nagsasalita tungkol sa mga prospect para magamit Mga generator ng MHD, dapat mong tandaan na eksklusibo ang pinag-uusapan namin tungkol sa kanilang iba't ibang plasma.

Sa pisikal, ang epekto ng hitsura ng isang potensyal na pagkakaiba at isang de-koryenteng kasalukuyang kapag ang mga singil ay lumipat sa isang magnetic field ay magkapareho Epekto ng Hall. Alam ng mga nagtatrabaho sa mga sensor ng Hall na kapag ang isang kasalukuyang dumaan sa isang semiconductor na inilagay sa isang magnetic field, ang isang potensyal na pagkakaiba ay lilitaw sa mga plato ng kristal na patayo sa mga linya ng magnetic field. Sa mga generator ng MHD lamang ang isang conductive working fluid ay ipinapasa sa halip na kasalukuyang.

Ang kapangyarihan ng mga generator ng MHD nang direkta ay nakasalalay sa kondaktibiti ng sangkap na dumadaan sa channel nito, parisukat ng bilis nito at parisukat ng magnetic field. Mula sa mga pakikipag-ugnay na ito ay malinaw na mas malaki ang conductivity, temperatura at lakas ng bukid, mas mataas ang lakas na nakuha.

Ang lahat ng mga teoretikal na pag-aaral sa praktikal na pag-convert ng init sa koryente ay isinasagawa hanggang sa mga 50s ng huling siglo. Makalipas ang isang dekada, ang mga planta ng Mark-V na nagtatanim sa USA na may kapasidad na 32 MW at U-25 sa USSR na may kapasidad na 25 MW ay lumitaw. Simula noon, ang iba't ibang mga disenyo at epektibong mga mode ng operating ng mga generator ay nasubok, at ang iba't ibang uri ng nagtatrabaho likido at mga materyales na istruktura ay nasubok. Ngunit ang mga generator ng plasma ay hindi umabot sa laganap na pang-industriya na paggamit.

Ano ang mayroon tayo ngayon? Sa isang banda, ang isang pinagsama na yunit ng kuryente na may isang generator ng MHD na may kapasidad na 300 MW sa Ryazan State District Power Plant ay gumagana na. Ang kahusayan ng generator mismo ay lumampas sa 45%, habang ang kahusayan ng maginoo na mga thermal station ay bihirang umabot sa 35%. Ang generator ay gumagamit ng isang plasma na may temperatura na 2800 degree, na nakuha ng pagkasunog ng natural gas, at malakas na pang-akit na pang-akit.

Ito ay tila ang enerhiya ng plasma ay naging isang katotohanan. Ngunit ang mga katulad na generator ng MHD sa mundo ay mabibilang sa mga daliri, at nilikha sila sa ikalawang kalahati ng huling siglo.

Ang unang dahilan ay malinaw: ang mga materyales na lumalaban sa init ay kinakailangan para sa pagpapatakbo ng mga generator. Ang ilan sa mga materyales ay binuo bilang bahagi ng pagpapatupad ng mga programa ng pagsasanib ng thermonuclear. Ang iba ay ginagamit sa agham ng rocket at inuri.Sa anumang kaso, ang mga materyales na ito ay sobrang mahal.

Ang isa pang kadahilanan ay ang mga kakaiba ng pagpapatakbo ng mga generator ng MHD: gumawa sila ng eksklusibo na direktang kasalukuyang. Samakatuwid, kinakailangan ang malakas at matipid na mga inverters. Kahit ngayon, sa kabila ng mga nakamit na teknolohiya ng semiconductor, ang gayong problema ay hindi pa ganap na malutas. At kung wala ito, imposible na ilipat ang malaking kapasidad sa mga mamimili.

Ang problema sa paglikha ng superstrong magnetic na patlang ay hindi pa rin ganap na malutas. Kahit na ang paggamit ng superconducting magnet ay hindi malulutas ang problema. Ang lahat ng mga kilalang materyales na superconducting ay may kritikal na lakas ng magnetic field sa itaas na nawawala lamang ang superconductivity.

Maaari lamang mahulaan ng isa kung ano ang maaaring mangyari kapag ang isang biglaang paglipat sa isang normal na estado ng mga conductor kung saan ang kasalukuyang density ay lumampas sa 1000 A / mm2. Ang pagsabog ng mga paikot-ikot na malapit sa pinainit na plasma sa halos 3000 degree ay hindi magiging sanhi ng isang sakuna sa mundo, ngunit ang isang mamahaling generator ng MHD ay mabibigo nang sigurado.

Ang mga problema ng pagpainit ng plasma sa mas mataas na temperatura ay nananatili: sa 2500 degree at mga additives ng mga alkali na metal (potassium), ang conductivity ng plasma, gayunpaman, ay nananatiling napakababa, na hindi maikakaiba sa kondaktibiti ng tanso. Ngunit ang isang pagtaas sa temperatura ay muling mangangailangan ng mga bagong materyales na lumalaban sa init. Natapos ang bilog.

Samakatuwid, ang lahat ng mga yunit ng kuryente na may mga generator ng MHD na nilikha ngayon ay nagpapakita ng antas ng teknolohiya na nakamit sa halip na kakayahang pang-ekonomiya. Ang prestihiyo ng bansa ay isang mahalagang kadahilanan, ngunit ang pagbuo ng malawak at mahalay na mga generator ng MHD ngayon ay napakamahal. Samakatuwid, kahit na ang pinakamalakas na generator ng MHD ay nananatili sa katayuan ng mga halaman ng piloto. Sa kanila, ang mga inhinyero at siyentipiko ay nagtatrabaho sa hinaharap na disenyo, sumusubok sa mga bagong materyales.

Kapag natapos ang gawaing ito, mahirap sabihin. Ang kasaganaan ng iba't ibang disenyo ng mga generator ng MHD ay nagmumungkahi na ang pinakamainam na solusyon ay malayo pa rin. At ang impormasyon na ang thermonuclear fusion plasma ay isang mainam na daluyan ng nagtatrabaho para sa mga generator ng MHD ay nagtutulak sa kanilang laganap na paggamit hanggang sa kalagitnaan ng ating siglo.

Comments

[#1]

Kumusta
1. Tungkol sa mga generator ng MHD na nakasulat at nagsagawa ng sapat na mga eksperimento. Ang problema ay may solusyon bilang isang pisikal na kababalaghan sa isang mahusay na tinukoy na istraktura na may isang mahusay na natukoy na algorithm. Kaugnay nito ang paggamit ng tinatawag na kemikal na mga gasolina. Ang electromagnetic (katulad ng layunin ng aparato) na enerhiya sa output ay isang alternatibong kasalukuyang sa direksyon. Ang paglipat nito sa consumer - ayon sa karaniwang mga kilalang mga scheme ng email. supply. Ang mga huwarang modelo ng banig ay nakuha ng 90% at mas mataas.
2. Ang isang aparato ng halos kaparehong disenyo, na may parehong prinsipyo ng operasyon, ay maaaring makuha sa pamamagitan ng paggamit ng nuclei ng mga elemento ng ilaw bilang gasolina bilang panimulang materyal para sa synthesis. Ito ang tinatawag na NA. Sa outlet para sa consumer ng koryente para sa mga pangangailangan sa sambahayan, ang parehong alternating electric current. Pakikipag-ugnayan sa consumer ayon sa nasa itaas na klasikong supply chain.
3. Tulad ng para sa paghahatid sa consumer ng nabuong koryente ayon sa p. 1 at p. 2 para sa mekanikal na paggalaw ng mga sasakyan, mayroong isang bilang ng mga pagpipilian mula sa isang aparato ng propulsion ng ion (sa aking palagay, napaka-pangako), sa pamamagitan ng maginoo na mga motor na de motor, upang magamit ang mga ito sa prinsipyo ng lakas ng Lorentz. Sa palagay ko mayroong kung saan ilalagay ang imahinasyon ng isang espesyalista sa teknikal na may sapat na pondo para doon.
4. Ayon sa paghahabol ng 1, 2, 3, hangga't maaari, nagsagawa ako ng maraming mga eksperimento: isang pisikal - matagumpay. Maraming mga pagpipilian para sa iba't ibang banig.mga modelo ayon sa paghahabol 1, sugnay 2 Ang mga teoretikal na modelo ng matematika ay nakapagpapasigla ng mga resulta sa kahusayan ng pag-convert ng enerhiya ng "gasolina" sa electromagnetic na enerhiya ng pagkakasunud-sunod ng 90% at mas mataas. Gayunpaman, tulad ng alam mo, ang pagsasaalang-alang ng katotohanan ay kasanayan. Sino ang nagmamalasakit - puntahan mo ito.
Regards, Boris.

[#2]

"Ano ang mayroon tayo ngayon? Sa isang banda, ang isang pinagsamang lakas ng yunit na may isang 300 MW MHD generator ay nagpapatakbo na sa Ryazan State District Power Plant. Ang kahusayan ng generator mismo ay lumampas sa 45%, habang ang kahusayan ng maginoo na mga thermal station ay bihirang umabot sa 35%. Ang generator ay gumagamit ng plasma na may temperatura 2800 degree na nakuha ng pagkasunog ng natural gas, at isang malakas na magnet na superconducting. "

Nanliligaw ang may-akda. Ang mga MGDES sa rehiyon ng Ryazan bilang isang generator ng MHD ay hindi gumana at hindi pa nagtrabaho nang tumpak dahil ang mga siyentipiko ay hindi nagawang mag-alok ng isang nagtatrabaho na teknolohiya para sa paghawak ng mataas na temperatura ng plasma sa isang pang-industriya scale. Sa ngayon, ang MGDES ng rehiyon ng Ryazan ay isa pang bloke ng mga halaman ng kuryente ng estado ng estado na may isang hiwalay na daanan.