磁流体发电机原理?
磁流体发电机又叫等离子发电机 ,是根据电磁感应原理,用导电流体 ,例如空气或液体, 与磁场相对运动而发电的一种设备。
磁流体发电,是将带电的流体(离 子气体或液体)以极高的速度喷射到磁场中去, 利用磁场对带电的流体产生的作用从而发出电来。
最简单的开式磁流体发电机由燃烧室、发电通道和磁体组成。工作过程是在化石燃料燃烧后产生的高温气体中加入 ,易电离的钾盐或钠盐 ,使起部分电离后经喷管加速产生高达摄氏3000度、速度达到1000米/秒的高温高速导电气体最后产生电流。
磁流体发电机两板间电压为什么是电动势?
之所以磁流体发电机两板间电压是电动势。是因为磁流体发电机两极板之间的最大电压U,等于电源电动势。
当发电机外电路不接负载时,等离子体通过两板之间,离子受到的磁场力和电场力达到平衡:
qvB=qU/d–>U=Bvd=ε=发电机的电动势
磁流体发电机?怎样理解?同洛伦兹力有关联吗?
磁流体发电机,又叫等离子发电机,是根据电磁感应原理,用导电流体,例如空气或液体,与磁场相对运动而发电的一种设备。
磁流体发电,是将带电的流体(离子气体或液体)以极高的速度喷射到磁场中去,利用磁场对带电的流体产生的作用,从而发出电来。
下面简单介绍一下磁流体发电机的原理和理想模型电动势、电功率推导。 在外磁场中的载流导体除受安培力之外,还会在与电流、外磁场垂直的方向上出现电荷分离,而产生电势差或电场,称其为霍尔效应。
若载流导体为导电的流体粒子,以很高的速度射入磁场,就可在两极板间产生电动势。从微观角度来说,当一束速度是v的粒子进入磁场强度为B的磁场一段时间后,粒子所受的电场力和洛伦兹力相等 BvEBvqEq== 这时,粒子进入磁场后不再发生偏转,它所产生的电动势 BvdEd==e 这样就形成了磁流体发电机的原型。
洛伦兹力是指磁场对运动电荷的作用力,磁流体发电机运用的就是洛伦兹力。
为什么液体磁流体不能发电?
回答此问题之前先说说液体磁流体发电,由于磁流体的等离子体横切穿过磁场时,按电磁感应定律,等离子体的正负粒子在磁场的作用下分离,而聚集在与磁力线平等的两个面上,由于电荷的聚集,从而产生电势。在磁流体流经的通道上安装电极和外部负荷连接时,则可发电。
而磁流体发电比一般的火力发电效率高得多,但在相当长一段时间内它的研制进展不快,其原因在于伴随它的优点而产生了一大堆技术难题。磁流体发电机中,运行的是温度在三、四千度的导电流体,它们是高温下电离的气体。为进行有效的电力生产,电离了的气体导电性能还不够,因此,还要在其中加入钾、铯等金属离子。但是,当这种含有金属离子的气流,高速通过强磁场中的发电通道,达到电极时,电极也随之遭到腐蚀。电极的迅速腐蚀是磁流体发电机面临的最大难题。
另外磁流体发电机需要一个强大的磁场,人们都认为,真正用于生产规模的发电机必须使用超导磁体来产生高强度的磁场,这当然也带来技术和设备上的难题。最近几年,科学家在导电流体的选用上有了新的进展,发明了用低熔点的金属(如钠、钾等)作导电流体,在液态金属中加进易挥发的流体(如甲苯、乙烷等)来推动液态金属的流动,巧妙地避开了工程技术上一些难题,制造电极的材料和燃料的研制方面也有了新进展。但想一下子省钱省力地解决磁流体发电中技术、材料等方面的所有难题是不现实的。随着新的导电流体的应用,技术难题逐步解决,磁流体发电的前景还是乐观的。