Magnetohydrodynamic ጄኔሬተር፡መሣሪያ፣የአሰራር መርህ እና ዓላማ

2024 ደራሲ ደራሲ: Howard Calhoun | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2023-12-17 10:17

በፕላኔቷ ምድር ላይ ያሉ ሁሉም አማራጭ የሃይል ምንጮች እስካሁን የተጠኑ እና በተሳካ ሁኔታ የተተገበሩ አይደሉም። ሆኖም የሰው ልጅ በዚህ አቅጣጫ በንቃት እያደገ እና አዳዲስ አማራጮችን እያገኘ ነው። ከመካከላቸው አንዱ በመግነጢሳዊ መስክ ውስጥ ካለው ኤሌክትሮላይት ኃይል ማግኘት ነበር።

የተነደፈ ውጤት እና የስሙ አመጣጥ

በዚህ መስክ የመጀመሪያዎቹ ስራዎች የተከናወኑት በ1832 መጀመሪያ ላይ በቤተ ሙከራ ውስጥ በሰራው ፋራዳይ ነው። መግነጢሳዊ ሃይድሮዳይናሚክ ተጽእኖ ተብሎ የሚጠራውን መርምሯል፣ ወይም ይልቁኑ የኤሌክትሮማግኔቲክ ኃይልን እየፈለገ እና በተሳካ ሁኔታ ተግባራዊ ለማድረግ ሞክሯል። የቴምዝ ወንዝ ወቅታዊ የኃይል ምንጭ ሆኖ አገልግሏል። ከተፅዕኖው ስም ጋር ፣ መጫኑ እንዲሁ ስሙን ተቀብሏል - ማግኔቶሃይድሮዳይናሚክ ጄኔሬተር።

ይህ ኤምኤችዲ መሳሪያ አንድ በቀጥታ ይለውጣልየኃይል ቅርፅ ወደ ሌላ ፣ ማለትም ሜካኒካል ወደ ኤሌክትሪክ። የእንደዚህ አይነት ሂደት ገፅታዎች እና የአሠራሩ መርህ መግለጫ በአጠቃላይ በማግኔት ሃይድሮዳይናሚክስ ውስጥ በዝርዝር ተገልጸዋል. ጄኔሬተሩ ራሱ የተሰየመው በዚህ ዲሲፕሊን ነው።

የተግባር መግለጫ

በመጀመሪያ በመሳሪያው ስራ ወቅት ምን እንደሚፈጠር መረዳት አለቦት። በድርጊት ውስጥ የማግኔትቶይድሮዳይናሚክ ጄኔሬተርን መርህ ለመረዳት ይህ ብቸኛው መንገድ ነው። ተፅዕኖው በኤሌክትሪክ መስክ እና በእርግጥ በኤሌክትሮላይት ውስጥ ባለው የኤሌክትሪክ ፍሰት ላይ የተመሰረተ ነው. የኋለኛው በተለያዩ ሚዲያዎች ይወከላል ፣ ለምሳሌ ፈሳሽ ብረት ፣ ፕላዝማ (ጋዝ) ወይም ውሃ። ከዚህ በመነሳት የኦፕሬሽን መርህ በኤሌክትሮማግኔቲክ ኢንዳክሽን ላይ የተመሰረተ ነው ብለን መደምደም እንችላለን ይህም መግነጢሳዊ መስክ ኤሌክትሪክ ለማመንጨት ይጠቀማል።

ከዚህም በኋላ ተቆጣጣሪው ከሜዳው የሀይል መስመሮች ጋር መቆራረጥ አለበት። ይህ ደግሞ በመሳሪያው ውስጥ መታየት እንዲጀምር ከሚንቀሳቀሱ ቅንጣቶች አንፃር በተቃራኒ ክፍያዎች የ ion ፍሰቶች አስገዳጅ ሁኔታ ነው. እንዲሁም የመስክ መስመሮችን ባህሪ ግምት ውስጥ ማስገባት አስፈላጊ ነው. ከነሱ የተገነባው መግነጢሳዊ መስክ ion ክፍያዎች ካሉበት አቅጣጫ በተቃራኒ አቅጣጫ ወደ መቆጣጠሪያው ውስጥ ይንቀሳቀሳሉ።

የኤምኤችዲ ጀነሬተር ፍቺ እና ታሪክ

መጫኑ የሙቀት ሃይልን ወደ ኤሌክትሪክ ሃይል የሚቀይር መሳሪያ ነው። ከላይ ያለውን ሙሉ በሙሉ ተግባራዊ ያደርጋልውጤት በተመሳሳይ ጊዜ ማግኔቶሃይድሮዳይናሚክ ጄኔሬተሮች በአንድ ጊዜ በጣም ፈጠራ እና ፈጠራ ሀሳብ ተደርገው ይወሰዱ ነበር ፣ የመጀመሪያዎቹ ናሙናዎች ግንባታ በሃያኛው ክፍለ ዘመን መሪ ሳይንቲስቶችን አእምሮ ውስጥ ይይዝ ነበር። ብዙም ሳይቆይ ለእንደዚህ ዓይነቶቹ ፕሮጀክቶች የገንዘብ ድጋፍ ሙሉ በሙሉ ግልጽ ባልሆኑ ምክንያቶች አልቋል. የመጀመሪያዎቹ የሙከራ ጭነቶች ተሠርተዋል፣ ነገር ግን አጠቃቀማቸው ተትቷል።

የመጀመሪያዎቹ የማግኔትቶዳይናሚክስ ጀነሬተሮች ዲዛይኖች በ1907-910 ተገልጸዋል፣ነገር ግን በበርካታ ተቃራኒ አካላዊ እና ስነ-ህንፃ ባህሪያት ምክንያት ሊፈጠሩ አልቻሉም። እንደ ምሳሌ, በጋዝ አከባቢ ውስጥ ከ 2500-3000 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ በሚደርስ የሙቀት መጠን ውስጥ በመደበኛነት ሊሰሩ የሚችሉ ቁሳቁሶች እስካሁን ያልተፈጠሩ መሆናቸውን መጥቀስ እንችላለን. የሩስያ ሞዴል በልዩ ሁኔታ በተገነባው MGDES ውስጥ በኖቮሚቹሪንስክ ከተማ ውስጥ መታየት ነበረበት, ይህም በሪዛን ክልል ውስጥ ከግዛቱ ዲስትሪክት የኃይል ማመንጫ አቅራቢያ ይገኛል. ፕሮጀክቱ በ1990ዎቹ መጀመሪያ ላይ ተሰርዟል።

መሣሪያው እንዴት እንደሚሰራ

የመግነጢሳዊ ሃይድሮዳይናሚክ ጀነሬተሮች ዲዛይን እና አሰራር መርህ በአብዛኛው ተራውን የማሽን ልዩነት ይደግማል። መሰረቱ የኤሌክትሮማግኔቲክ ኢንዳክሽን ተጽእኖ ነው, ይህም ማለት በመቆጣጠሪያው ውስጥ አንድ ጅረት ይታያል. ይህ የሆነበት ምክንያት የኋለኛው በመሳሪያው ውስጥ ያለውን መግነጢሳዊ መስክ መስመሮችን በማቋረጡ ነው. ይሁን እንጂ በማሽን እና በኤምኤችዲ ማመንጫዎች መካከል አንድ ልዩነት አለ. ለ ማግኔቶሃይድሮዳይናሚክ ተለዋጮች እንደ እውነታ ውስጥ ይተኛልኮንዳክተሩ በቀጥታ የሚጠቀመው የሚሠራው አካል ራሱ ነው።

እርምጃው እንዲሁ በተሞሉ ቅንጣቶች ላይ የተመሰረተ ነው፣ እነዚህም በሎሬንትዝ ኃይል ተጽዕኖ። የሥራው ፈሳሽ እንቅስቃሴ በመግነጢሳዊ መስክ ላይ ይከሰታል. በዚህ ምክንያት, በትክክል ተቃራኒ አቅጣጫዎች ያላቸው የኃይል መሙያዎች ፍሰቶች አሉ. በምስረታ ደረጃ ኤምኤችዲ ማመንጫዎች በዋናነት በኤሌክትሪክ የሚመሩ ፈሳሾች ወይም ኤሌክትሮላይቶች ተጠቅመዋል። በጣም የሚሠራው አካል እነሱ ነበሩ. ዘመናዊ ልዩነቶች ወደ ፕላዝማ ተለውጠዋል. ለአዲሶቹ ማሽኖች ክፍያ ማጓጓዣዎች አዎንታዊ ionዎች እና ነፃ ኤሌክትሮኖች ናቸው።

የኤምኤችዲ ማመንጫዎች ንድፍ

የመሣሪያው የመጀመሪያ መስቀለኛ መንገድ የሚሠራው ፈሳሽ የሚንቀሳቀስበት ቻናል ይባላል። በአሁኑ ጊዜ ማግኔቶሃይድሮዳይናሚክ ጀነሬተሮች በዋናነት ፕላዝማን እንደ ዋና መካከለኛ ይጠቀማሉ። የሚቀጥለው መስቀለኛ መንገድ በስራ ሂደት ውስጥ የሚቀበለውን ኃይል ለማዞር መግነጢሳዊ መስክ እና ኤሌክትሮዶችን የመፍጠር ሃላፊነት ያለው የማግኔት ስርዓት ነው. ይሁን እንጂ ምንጮቹ የተለያዩ ሊሆኑ ይችላሉ. ሁለቱም ኤሌክትሮማግኔቶች እና ቋሚ ማግኔቶች በሲስተሙ ውስጥ ጥቅም ላይ ሊውሉ ይችላሉ።

በመቀጠል፣ ጋዙ ኤሌክትሪክን ያሰራጫል እና እስከ ቴርማል ionization የሙቀት መጠን ይሞቃል፣ ይህም በግምት 10,000 ኬልቪን ነው። ከዚህ አመላካች በኋላ መቀነስ አለበት. ልዩ ተጨማሪዎች ከአልካላይን ብረቶች ጋር በስራው ውስጥ ስለሚጨመሩ የሙቀት ባር ወደ 2, 2-2, 7 ሺህ ኬልቪን ይወርዳል. አለበለዚያ ፕላዝማው በቂ አይደለምዲግሪ ውጤታማ ነው፣ ምክንያቱም የኤሌትሪክ ኮንዳክሽኑ ዋጋ ከተመሳሳይ ውሃ በጣም ያነሰ ይሆናል።

የተለመደው የመሣሪያ ዑደት

የመግነጢሳዊ ሃይድሮዳይናሚክ ጀነሬተርን ዲዛይን ያካተቱ ሌሎች ኖዶች በተሻለ ሁኔታ ከተዘረዘሩት የተግባር ሂደቶች በተከሰቱት ቅደም ተከተል ነው።

1. የማቃጠያ ክፍሉ የተጫነውን ነዳጅ ይቀበላል። ኦክሳይድ ወኪሎች እና የተለያዩ ተጨማሪዎች እንዲሁ ታክለዋል።
2. ነዳጁ ማቃጠል ስለሚጀምር ጋዝ እንደ የቃጠሎ ውጤት እንዲፈጠር ያስችለዋል።
3. በመቀጠል የጄነሬተር አፍንጫው ነቅቷል። ጋዞች በውስጡ ያልፋሉ፣ ከዚያ በኋላ ይስፋፋሉ፣ እና ፍጥነታቸው ወደ ድምፅ ፍጥነት ይጨምራል።
4. ድርጊቱ በራሱ መግነጢሳዊ መስክን ወደሚያልፈው ክፍል ይመጣል። በግድግዳው ላይ ልዩ ኤሌክትሮዶች አሉ. በዚህ የዑደት ደረጃ ጋዞቹ የሚገቡበት ቦታ ነው።
5. ከዚያም በተሞሉ ቅንጣቶች ተጽእኖ ስር ያለው አካል ከዋናው አቅጣጫ ያፈነግጣል። አዲሱ አቅጣጫ በትክክል ኤሌክትሮዶች ያሉበት ነው።
6. የመጨረሻው ደረጃ። በኤሌክትሮዶች መካከል የኤሌክትሪክ ፍሰት ይፈጠራል. ዑደቱ የሚያልቀው እዚህ ነው።

ዋና ምደባዎች

ለተጠናቀቀው መሳሪያ ብዙ አማራጮች አሉ ነገርግን የአሠራሩ መርህ በማናቸውም መልኩ አንድ አይነት ይሆናል። ለምሳሌ፣ እንደ ቅሪተ አካል ማቃጠያ ምርቶች ባሉ ጠንካራ ነዳጅ ላይ የማግኔትቶሃይድሮዳይናሚክ ጀነሬተር ማስጀመር ይቻላል። እንዲሁም እንደ ምንጭኢነርጂ, የአልካላይን ብረት ትነት እና ሁለት-ደረጃ ድብልቆች በፈሳሽ ብረቶች ጥቅም ላይ ይውላሉ. እንደ ኦፕሬሽኑ የቆይታ ጊዜ, የኤምኤችዲ ማመንጫዎች ለረጅም ጊዜ እና ለአጭር ጊዜ የተከፋፈሉ ናቸው, እና የኋለኛው - ወደ pulsed እና ፈንጂ. የሙቀት ምንጮች የኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች፣ ሙቀት መለዋወጫዎች እና የጄት ሞተሮች ያካትታሉ።

በተጨማሪም እንደየስራ ኡደት አይነት ምደባም አለ። እዚህ ክፍፍሉ በሁለት ዋና ዋና ዓይነቶች ብቻ ይከሰታል. ክፍት ዑደት ማመንጫዎች ከተጨማሪዎች ጋር የተቀላቀለ የሚሰራ ፈሳሽ አላቸው። የማቃጠያ ምርቶች በሚሰራው ክፍል ውስጥ ያልፋሉ, በሂደቱ ውስጥ ከቆሻሻ ማጽዳት እና በከባቢ አየር ውስጥ ይለቀቃሉ. በተዘጋ ዑደት ውስጥ የሚሠራው ፈሳሽ ወደ ሙቀት መለዋወጫ ውስጥ ይገባል ከዚያም ወደ ጄነሬተር ክፍል ውስጥ ብቻ ይገባል. በመቀጠልም የማቃጠያ ምርቶች ዑደቱን የሚያጠናቅቁትን መጭመቂያውን እየጠበቁ ናቸው. ከዚያ በኋላ የሚሠራው ፈሳሽ በሙቀት መለዋወጫ ውስጥ ወደ መጀመሪያው ደረጃ ይመለሳል።

ዋና ዋና ባህሪያት

ማግኔቶዳይናሚክ ጄኔሬተር የሚያመነጨው ጥያቄ ሙሉ በሙሉ እንደተሸፈነ ተደርጎ ሊወሰድ ይችላል ፣ ከዚያ የእነዚህ መሳሪያዎች ዋና ዋና ቴክኒካዊ መለኪያዎች መቅረብ አለባቸው። በአስፈላጊነት ውስጥ የመጀመሪያው ምናልባት ኃይል ነው. እሱ ከሚሠራው ፈሳሽ አሠራር ፣ እንዲሁም የመግነጢሳዊ መስክ ጥንካሬ እና ፍጥነት ካሬዎች ጋር ተመጣጣኝ ነው። የሚሠራው ፈሳሽ ከ2-3 ሺህ ኬልቪን የሙቀት መጠን ያለው ፕላዝማ ከሆነ ፣ ከዚያ አሠራሩ ከ 11 - 13 ዲግሪ ጋር ተመጣጣኝ እና ከግፊቱ ካሬ ሥር ጋር ይነፃፀራል።

እንዲሁም በፍሰቱ መጠን ላይ መረጃ ማቅረብ አለቦትመግነጢሳዊ መስክ ማስተዋወቅ. ከእነዚህ ባህሪያት ውስጥ የመጀመሪያው በጣም በስፋት ይለያያል, ይህም ከ subsonic ፍጥነት እስከ ሃይፐርሶኒክ ፍጥነት እስከ 1900 ሜትር በሰከንድ. የመግነጢሳዊ መስክን ማስተዋወቅን በተመለከተ, በማግኔቶች ንድፍ ላይ የተመሰረተ ነው. ከብረት ከተሠሩ, ከዚያ በላይኛው አሞሌ በ 2 T አካባቢ ይዘጋጃል. እጅግ የላቀ ማግኔቶችን ለያዘው ስርዓት ይህ ዋጋ ወደ 6-8 ቲ. ይጨምራል።

የኤምኤችዲ ማመንጫዎች መተግበሪያ

እንዲህ ያሉ መሳሪያዎችን ዛሬ በስፋት መጠቀም አልታየም። ሆኖም ግን, በንድፈ ሀሳብ የማግኔትቶሃይድሮዳይናሚክ ማመንጫዎች የኃይል ማመንጫዎችን መገንባት ይቻላል. በአጠቃላይ ሶስት ትክክለኛ ልዩነቶች አሉ፡

1. Fusion ሃይል ማመንጫዎች። የኒውትሮን አልባ ዑደት ከኤምኤችዲ ጀነሬተር ጋር ይጠቀማሉ። ፕላዝማን በከፍተኛ ሙቀት እንደ ማገዶ መጠቀም የተለመደ ነው።
2. የሙቀት ኃይል ማመንጫዎች። ክፍት አይነት ዑደት ጥቅም ላይ ይውላል, እና መጫኑ እራሳቸው በንድፍ ገፅታዎች በጣም ቀላል ናቸው. አሁንም የልማት ተስፋዎች ያሉት ይህ አማራጭ ነው።
3. የኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች። በዚህ ጉዳይ ላይ የሚሠራው ፈሳሽ የማይነቃነቅ ጋዝ ነው. በተዘጋ ዑደት ውስጥ በኑክሌር ኃይል ማመንጫ ውስጥ ይሞቃል. የልማት ተስፋም አለው። ነገር ግን፣ የመተግበር እድሉ የሚወሰነው ከ 2 ሺህ Kelvin በላይ በሚሰራ ፈሳሽ የሙቀት መጠን የኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች ብቅ ማለት ነው።

የመሣሪያ እይታ

የመግነጢሳዊ ሃይድሮዳይናሚክ ጀነሬተሮች አግባብነት በብዙ ሁኔታዎች ላይ የተመሰረተ ነው።ችግሮች አሁንም አልተፈቱም። እንደ ምሳሌ እንደነዚህ ያሉ መሳሪያዎች ቀጥተኛ ፍሰትን ብቻ የማመንጨት ችሎታ ነው, ይህ ማለት ለጥገናቸው በበቂ ሁኔታ ኃይለኛ እና በተጨማሪ, ኢኮኖሚያዊ ኢንቬንተሮችን መንደፍ አስፈላጊ ነው.

ሌላው የሚታይ ችግር በነዳጅ ማሞቂያ እስከ ከፍተኛ የሙቀት መጠን ድረስ በበቂ ሁኔታ ለረጅም ጊዜ የሚሰሩ አስፈላጊ ቁሳቁሶች እጥረት ነው። በእንደዚህ ዓይነት ጄነሬተሮች ውስጥ ጥቅም ላይ ለሚውሉ ኤሌክትሮዶችም ተመሳሳይ ነው።

ሌሎች አጠቃቀሞች

በኃይል ማመንጫዎች እምብርት ላይ ከመስራታቸው በተጨማሪ እነዚህ መሳሪያዎች በልዩ የኃይል ማመንጫዎች ውስጥ ሊሰሩ ይችላሉ, ይህም ለኑክሌር ኃይል በጣም ጠቃሚ ይሆናል. በሃይፐርሶኒክ አውሮፕላኖች ውስጥ የማግኔትቶሃይድሮዳይናሚክ ጀነሬተር መጠቀምም ይፈቀዳል፣ነገር ግን እስካሁን በዚህ አካባቢ ምንም አይነት እድገት አልታየም።