MHD-generaattori uunin savupiipussa vapaan sähkön tuottamiseksi

Artikkeli, joka ilmestyi lukijan kommentin ansiosta:

Puhumme tekniikasta sähkön tuottamiseksi magnetohydrodynaamisella generaattorilla. Olin lukenut siitä lyhyesti aiemmin, mutta ajattelin, että se oli monimutkainen tekniikka, vaikka tämä sähköntuotannon periaate on jo pitkään ollut tiedossa:

Lyhyt kuvaus periaatteesta: ionisoidun aineen (esimerkiksi plasman) virtaus, joka kulkee magneettikentän läpi, jossa varaukset erotetaan, ohjataan Lorentzin voimalla. Ne törmäävät elektrodilevyihin. Levyihin ilmestyy potentiaaliero. Kun levyt kytketään suljettuun piiriin, ilmestyy vakio sähkövirta.

Jännite ja virranvoimakkuus riippuvat virtauksen ionisoitumisasteesta, magneettikentän voimakkuudesta (ionien ja elektronien taipumisasteesta) ja aineen virtauksen nopeudesta. Kaikki nämä indikaattorit on maksimoitava, jotta saat mahdollisuuden saada suuria tehokapasiteetteja. Esimerkki yrityksestä yrittää käyttää magnetohydrodynaamista vaikutusta:

Ryazanin alueella Novomitšurinskissa 80-luvulla. voimalaitosta, jossa oli MHD-generaattori, oli rakenteilla. Mutta yksikköä ei koskaan otettu käyttöön. Voimalaitos kunnostettiin vuonna 2010. ja teki siitä klassisen CHPP: n osana Ryazanin osavaltion piirivoimalaa.

Joten tämän Novomichurinskin aseman MHD-asennuksen suunniteltu tuotantokapasiteetti on 500 MW. Toinen vaihe toimitettiin kaasuturbiiniteholle 300 MW. 800 MW - ja tämä on vain yksi lohko! Tällaisen parin hyötysuhde on jopa 65%. Syitä tämän tekniikan asteittaiseen poistamiseen ei tunneta. Heistä voi vain arvata.

On valokuvia Neuvostoliiton tiedeakatemian korkean lämpötilan instituutin MHD-generaattoreiden kokeellisista asennuksista. Siellä tutkimusta on tehty 60-luvulta lähtien.

Toinen mielenkiintoinen tosiasia:

70-luvulla oli Khibiny-projekti - kokeilu maankuoren geofysikaalisesta sähköisestä luotauksesta. Siellä käytettiin maksimaalisen tehon pulssi-MHD-generaattoria. 100 MW, nykyinen vahvuus 20 CA ja toiminta-aika on noin 10 s.

Teollisessa versiossa esiintyvä voidaan melkein aina toteuttaa kotimaisena versiona yksinkertaistetun järjestelmän mukaisesti. Niin teki lukija, joka jätti kommentin. Fysiikka sen kokoonpanossa:

Puun palamisen yhteydessä muodostuu matalan lämpötilan plasma. Mutta sen ionisaatioaste on pieni. Ionien pitoisuus riippuu voimakkaasti kaliumyhdisteistä (potaska, joka on aiemmin saatu puutuhkasta). Ja putkien kaasujen nousunopeus ei ole korkea. Mutta jos laitat useita mini MHD -asennuksia neodyymimagneeteihin sarjaan, niin kuten näette, saat todellisia virran ja jännitteen indikaattoreita.

Suunnittelu on melko yksinkertainen, pääkustannukset ovat magneetteja. Tämä ei ole "Indigirka" -uuni, jossa on Peltier-elementtigeneraattori 75 000 dollaria. hieroa.!

Kaaviokuva näyttää siltä kuin tässä kuvassa MHD-generaattorin laboratoriomalli.

Vain tässä asennuksessa (kuten lukijan kommentista voidaan nähdä) on ongelma - tämä on magneettien jäähdytys. Magneettisilla aineilla on ns. Curie-piste - lämpötila, jossa ne menettävät magneettiset ominaisuutensa. Magneetit on jäähdytettävä, vesijäähdytys on toimitettava.

Tämä on ratkaistavissa. Ne sijoitetaan astian vesivaippaan, joka on kytketty 20-30 litran vesisäiliöön. Kuumennettuna järjestelmän vesi kiertää itsestään (konvektiolla). Kun liesi lämmitetään, 50 litraa vettä kylpyammeeni säiliössä kiehuu vasta 3-4 tunnin kuluttua.

On parempi käyttää sähkömagneettia, mutta savupiipun asennuksen heikon tehokkuuden vuoksi se syö suurimman osan sähköntuotannosta. Ja savupiipun elektrodien on oltava palonkestäviä.

Yleensä tässä artikkelissa kuvataan vain idea, mutta alkuvaiheessa se oli mahdollista kääntää uuniksi. Kun magneettien jäähdytys on ratkaistu, generaattori on kestävä. Kotitalousasennuksen käyttö on alueita, joissa ei ole sähköä, metsästäjien taloja ja varavalaistusjärjestelmänä, kun teräspiippuun lämmitetään liesi tai kattila.

***

Kuva otettu avoimista lähteistä, Yandexiltä. Kuvia

Tilaa kanavalle, lisää se selaimesi kirjanmerkkeihin (Ctrl + D). Edessä on paljon mielenkiintoista tietoa.