什么是制作磁流体用什么墨水简单介绍

铁磁流体怎么做_百度知道
铁磁流体怎么做
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铁磁流体制备方法主要有研磨法,解胶法,热分解法,放电法等。(1)碾磨法。即把磁性材料和活性剂、载液一起碾磨成极细的颗粒,然后用离心法或磁分离法将大颗粒分离出来,从而得到所需的磁流体。这种方法是最直接的方法,但很难得到300nm以下直径的磁流体颗粒。(2)解胶法。是铁盐或亚铁盐在化学作用下产生Fe3O4或γ-Fe2O3,然后加分散剂和载体,并加以搅拌,使其磁性颗粒吸附其中,最后加热后将胶体和溶液分开,得到磁流体。这种方法可得到较小颗粒的磁流体,且成本不高,但只使用于非水系载体的磁流体的制作。(3)热分解法。是将磁性材料的原料溶入有机溶剂,然后加热分解出游离金属,再在溶液中加入分散剂后分离,溶入载体就得到磁流体。(4)放电法。其原理与电火花加工相仿,是在装满工作液(经常与载体相同)的容器中将磁性材料粗大颗粒放在2个电极之间,然后加上脉冲电压进行电火花放电腐蚀,在工作液中凝固成微小颗粒,把大颗粒滤去后加分散剂即可得到磁流体。
事实上,通常被认为具有“超顺磁性”,铁磁流体表现顺磁性。产生铁磁流体在实际当中很难,并且由于它们的高磁化率,一般要求高温及电磁浮置等条件。铁磁流体(ferrofluid, ferrum 拉丁语 “铁” 与 fluid “流体” 两词的混成词)是一种在磁场存在时强烈极化的液体铁磁流体由悬浮于载流体当中纳米数量级的铁磁微粒组成;其载流体通常为有机溶液或水。铁磁微粒由表面活性剂包裹以防止其因范德华力和磁力作用而发生凝聚。尽管被称为铁磁流体,但它们本身并不表现铁磁性。这是因为在外部磁场不存在的情况下,铁磁流体无法保持磁性
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磁流体发电厂
磁流体发电厂是指通过技术进行发电的电厂。磁流体发电技术是一种新型的高效发电方式,由于无需经过机械转换环节,所也称之为直接发电,燃料利用效率显著提高,用燃料(石油、天然气、燃煤、核能)直接加热成易于电离的气体,使之在2000℃高温下电离成导电的离子流,然后让其在磁场中高速流动切割磁力线,产生感应电动势即由热能直接转换成电能,这种技术也称为等离子体发电。
磁流体发电厂磁流体发电
磁流体发电技术是一种新型的高效发电方式,由于无需经过机械转换环节,所也称之为直接发电,燃料利用效率显著提高,用燃料(石油、天然气、燃煤、核能)直接加热成易于电离的气体,使之在2000℃高温下电离成导电的离子流,然后让其在磁场中高速流动切割磁力线,产生感应电动势即由热能直接转换成电能,这种技术也称为等离子体发电。
为了磁流体的离子化横切穿过磁场时,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。 本技术难点在于需要钾、铯等微量碱金属的惰性气体如氦、氩等作为工质,所以气体大规模且可接受成本的气体合成技术为一难关;另一方面,磁流体高温陶瓷通道需长期在K温度工作,而电极在高温惰性气体下工作也容易腐蚀,因而材料加工术为另一大难关。
磁流体发电厂原理
磁流体发电的原理如图所示。通过热离子气体(或液态金属)等导电流体与磁场相互作用,把热能直接转换成电能。由于这种转换形式可以采用更高的进口温度,并且除去了高速转动的汽轮机装置,使热效率得到了提高。虽然磁流体发电设备本身的热效率仅为20%左右,但由于其排烟温度高,排出的气体可供给辅助蒸汽发生器产生高温蒸汽,驱动汽轮发电机组,组成高效的联合循环发电系统,总的热效率可达50%~60%,为目前已开发的发电技术中最高的
从循环类型的角度磁流体发电可分为开环磁流体发电和闭环磁流体发电,如图所示。开环磁流体发电为工质在燃烧室中燃烧产生高温等离子体,通过排气喷嘴高速释放,工质穿过磁场发电,再通过辅助装置驱动汽轮发电机组,然后由净化装置将种子回收。闭环磁流体发电为使用液态金属为工质或使用He、Ar等惰性气体为工质并加入铯或别的金属为种子,通过换热器将工质加热后再穿过磁场发电。目前火力发电在世界大部分国家仍占主导地位,在发电过程中消耗大量的化石燃料,给环境造成严重的污染,尤其是燃煤电站
磁流体发电厂类型
磁流体发电厂直线型磁流体发电机
直线型磁流体发电机(见图)是过去几十年地面磁流体发电研究的重点。在这种发电机中,高温的导电流体流过发电通道,会在垂直于流速方向和磁场方向产生横向的电场;通过放置在相对位置处的电极就可以输出电能。其导电流体的流通路径设计为直线型,典型的发电机流通截面为矩形,并且从入口到出口是逐渐扩张的。直线型磁流体发电机本身结构简单,原理清楚,效率和性能比较好。不过,它要使用鞍形超导磁体,而这种磁体制造工艺复杂
根据利用霍尔电场形式的不同,直线型磁流体发电机可分为连续电极型、分段法拉第型、霍尔型和对角线型(斜联型)。
连续电极型磁流体发电机的优点是负载和结构简单,缺点是通道性能较差,因而不常采用。
在直线型磁流体发电机中,轴向的霍尔电流造成发电机的电能损失。分段法拉第型磁流体发电机在连续电极型发电通道的基础上,将电极分成许多小段,在气流方向互相绝缘,完全靠法拉第电场输出电功率,以抑制霍尔电流。分段法拉第型磁流体发电机的原理清楚,效率较高,运行调节灵活,但实际使用时要配套许多负载。
针对分段法拉第型磁流体发电机多负载的缺点,后来提出了串接发电机的概念,也就是霍尔型磁流体发电机。该发电机利用法拉第电场和霍尔电场合成的电场,把分段法拉第型磁流体发电机中上、下电位相同的电极互相串接起来,发电机负载则接于首末两端的电极上,这样就可以使用单一的负载或较少的负载,但其电极处存在比较严重的电流集中,会造成一定程度的电能损失。
在霍尔型磁流体发电机之后,美国又提出了对角线型磁流体发电机,将发电机的电极和侧壁设计成一体。这种发电机结构简单,对干净燃料磁流体发电机的发展起到积极推动作用。
磁流体发电厂盘式磁流体发电机
盘式磁流体发电机的结构布局是为利用霍尔效应发电而设计的。其中,工质沿径向流动,磁场沿轴向。在工质流动方向放置的一对电极将径向电流(霍尔电流)引出,周向的电流分量(法拉第电流)自身完全短路,与工质流动方向和磁场方向垂直,如图所示。可见,盘式磁流体发电机完全依靠霍尔效应发电。盘式磁流体发电机具有目前最高的发电效率纪录,与直线型磁流体发电机相比,具有以下优势:
相同距离下沿径向的电压要比直线型发电通道中的高,这样就提高了输出的总电能和单位体积输出的电能,发电机结构可以很紧凑;
使用简单的环形电极,电压压降小,均匀的等离子体可以持续在发电通道中旋转流动,而直线型涉及复杂的电极分段问题;
简洁紧凑的结构布局使得对应的磁体系统设计简单,磁场由一对放置于圆盘上下两面的亥姆霍兹线圈提供,可以产生平行的磁力线,使用超导磁体时,磁体可以做得很小,而直线型的要使用鞍形超导磁体,制造难度大。
因此,在空间应用中,考虑发电系统整体结构、技术难度、闭环使用等因素,盘式磁流体发电机更具优势。
磁流体发电厂特点
磁流体发电作为一种新型的发电方式,主要具有以下特点
磁流体发电厂效率高
效率高不是指磁流体发电设备本身的效率,是指含有磁流体发电设备的系统总效率。因为磁流体发电设备的出口温度很高(2200K以上),可以利用其尾气组成联合发电循环,进而提高联合循环的总效率。这种联合循环的总效率为η=ηMHD+ηst(1-ηMHD)式中:ηMHD为磁流体发电设备效率,一般为20%左右,普通蒸汽循环效率ηst约40%,总的循环效率η约52%,明显高于目前火力发电站的循环效率。
磁流体发电厂污染小
目前,环境污染问题已经日益受到人们的重视,常规的火力发电站不仅排烟中氧化硫和氧化氮造成大气污染,而且其大量排放冷却水还会造成所谓的热污染。为此不得不投入大量资金,甚至以降低电站的效率为代价,附加净化装置和脱硫装置。磁流体发电(开环)由于其技术本身要求燃气中加一定重量百分比的钾盐作为种子,钾与硫具有很强的化学亲和力逐渐形成硫酸钾,最后为种子回收装置所收集。这样,就可以起到脱硫的作用,减少对大气的污染。
磁流体发电厂启动快
磁流体发电设备中没有高速大转动惯量的转子,不仅其装置稳定性好,而且其启动和停车速度也非常迅速。正因这一特性可使其具有某些特殊场合的应用价值,如军事设备的启动电源和调峰电站的尖峰负荷电源。
磁流体发电厂节约水资源
由于磁流体发电设备的冷却水可在蒸汽部分重复使用,可节约用水量1/3左右。
磁流体发电厂发展状况
前苏联是世界上对磁流体发电研究投入最多的国家,研究以科学院高温研究所为中心,按照长期研究开发定制工作计划。1971年建成了烧天然气的半工业性试验电站U-25,最高发电功率20.4MW。1983年开始设计建设功率500MW,烧天然气的大型工业磁流体-蒸汽联合电站Y-500,设计净效率为48.3%。但由于经济困难,整个电站建设暂缓。苏联解体后俄罗斯在Y-500基础上于1993年建成Y-25G磁流体发电装置,主要用于燃煤发电试验研究,重点作大型盘式磁流体的发电试验和理论研究。此外,前苏联库尔恰托夫原子能研究所还研制了可持续数秒钟的自激脉冲磁流体发电装置。最早进行磁流体发电技术研究的是美国,但美国早期以研究短时间军用磁流体发电为主。20世纪60年代以发展军用短时间发电,研制成电功率分别为18MW和32MW、工作时间约1min的机组,证实了大功率发电的可行性。由于石油危机及环境污染的日趋严重,考虑到磁流体发电的高转换效率和低环境污染,并可燃烧高硫煤,美国确定了以煤为燃料的商用磁流体发电为主攻方向,并制定了国家研究发展规划。
自1988年起又开始实施POC(ProofofConcept)计划,并希望能早日建成燃煤磁流体-蒸汽联合循环示范电站。日本的磁流体发电试验始于20世纪60年代,东芝公司烧煤油的磁流体发电装置功率为100kW。工业技术院列入大型试验研究计划,共进行了两期研究,建成了3套试验装置。1976年石油危机后开始转向燃煤磁流体发电的试验,重点研究烧油煤浆的磁流体发电试验。燃煤试验由于试验经费及风险问题,从1988年起列入月光计划中的先行技术基础项目,重点进行单项技术的研究,工业性开发试验工程停止。另外,在闭环磁流体研究方面,日本东京工业大学进行了很多工作。
80年代日本东京工业大学继承荷兰埃因霍温工业大学进行了利用天然气为热源的短时间吹出试验。我国开始磁流体发电研究始于1962年,主要从事燃油磁流体发电的研究。由于煤是中国的主要能源,1982年开始转向燃煤磁流体发电的研究。整个工作分8个方面进行:高温燃煤燃烧室、磁流体发电通道、余热锅炉、逆变系统、超导磁体、电离种子回收、电离种子再生、已有电站磁流体发电改造的概念设计。工作主要在中科院电工研究所、东南大学、上海发电设备成套设计研究所3家单位进行。中科院电工研究所和东南大学负责上游循环19试验装置,上海发电设备成套设计研究所负责下游循环试验装置
.中国知网[引用日期]
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磁流体轴承
磁流体轴承用导电流体作并有外加磁场的。磁流体轴承是 20世纪 60年代配合 核动力设备而发展起来的新型轴承。
磁流体轴承简介
磁流体轴承是以导电流体作并有外加磁场的。磁场方向垂直于导电流体的流动方向,流体在磁场的作用下产生感生电流。感生电流与磁场相互作用产生的洛伦兹力对流体运动起阻滞作用从而使流体的等效粘度成倍增加。所以磁流体轴承的承载能力比普通流体润滑轴承的要高得多。
磁流体轴承结构及工作原理
如图所示为磁流体轴承结构示意。轴承内套的内表面作为滑动轴承的摩擦面,与工作轴进行滑动配合,轴承内套可以由常用的青铜、黄铜、轴承合金等非导磁材料进行加工;环形永磁体由磁性较强的永磁体加工而成,环形磁体和轴承内套之间采用滑动配合,通过黏结剂的黏合作用使永磁体固定在轴承内套的外部;环形永磁体之间设有环形永磁体隔圈,永磁体隔圈采用非导磁金属或非金属材料加工,永磁体隔圈与永磁体及轴承内套之间采用黏结剂黏合在一起;永磁体固定环由非导磁材料加工,用来固定环形永磁体,永磁体固定环与轴承内套之间采用黏合剂黏结。整个磁流体轴承外观上为一环形柱体。在环形永磁体两侧的轴承套和永磁体固定环上开有径向孔,用来将磁流体送入到轴承套的内表面上。受环形永磁体的磁场作用,通过径向孔进入轴承套内表面的磁流体将在每块环形永磁体的两端位置对应的轴承内套的内表面和转动轴之间的间隙中形成由磁流体组成的环形液体“O”形圈,由于这一“O”形圈的存在,使得滑动轴承的润滑表面上始终具有充分的润滑介质,该“O”形圈不仅能实现润滑作用,同时具有不泄漏和一定的密封作用。
磁流体轴承结构示意图
磁流体轴承常用的导电流体
磁流体轴承高温下
高温下多用熔融的钠、钾和钠钾共晶合金。
磁流体轴承常温环境下
在常温环境中则用水银。
磁流体轴承磁流体轴承的优缺点
磁流体轴承优点
磁性流体被控制在润猾区域内,接触区的润滑状态稳定,不会出现干摩擦,消除了磨损,提高轴承的使用寿命;具有一定的自密封性能,不发生泄漏,不仅对外界不产生污染,同时外界的污染物也无法进人轴承间隙;可以在低速状态下仍能保持良好的油膜润滑;在较高的温度状态下仍可良好地作;可以在轴承间隙很小的条件下工作,因而具有较高的回转精度;节省润滑油,无须供油系统。
磁流体轴承缺点
结构复杂、技术要求高限制了其广泛使用。
磁流体轴承分类
磁流体轴承与液体润滑的滑动轴承一样,可做成和,按结构型式分为圆柱径向轴承、平面推力轴承、球形轴承和锥形轴承等。图1为磁流体动压径向轴承,图2为磁流体静压推力轴承。
磁流体推力轴承利用永久磁石异性相吸的原理如图3(a),而磁流体径向轴承利用永久磁石同性相斥的原理如图3(b),它们都是利用吸引力或排斥力把转子悬浮起来。
磁流体轴承应用
磁流体轴承多用于航空航天,卫星与潜艇制导等尖端科学技术中。
王中发.机械设计:北京理工大学出版社,1998:316—317
安琦.机械设计:华东理工大学出版社,2009:330
彭文生.机械设计:高等教育出版社,2008:408
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清除历史记录关闭简单的介绍一下磁流体推进的原理
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简单的介绍一下磁流体推进的原理
超导磁流体推进装置是根据电磁原理设计的。在潜艇上安装电磁铁,通电后,海水中就会有磁力线,同时产生方向与垂直的电流,在磁场和电流相互作用下,由于潜艇与海水之间产生大小相等方向相反的反作用力,潜艇将获得向前运动的推力,推力的大小与和电流大小的乘积成正比。磁流体推进技术已在一些国家获得应用,但它的磁场还不能满足潜艇的要求。而超导技术正是解决这一问题的关键磁流体推进是利用海水中电流与磁场间的相互作用力使海水运动而产生推力的一种推进方法,可用于船舶、鱼雷、潜艇等水中作业工具,具有振动小、噪声低、操作灵活等优良特点。由于超导磁体的应用,目前磁流体推进技术已处于推进实用化研究阶段,大部分科学难题都已得到解决,但仍有少部分问题没有得到有效解决,比如如何完善超导材料及磁体技术。为了能够找到克服技术难题的关键,必须从工作原理对磁流体推进技术作详细的叙述,对磁流体推进器作系统的分析和对比,从中发现线索,找到突破口。传统的船舶动力来源一般是人力、自然力、机械力,既耗时又耗力。现代船舶改用电力作为推动装置,大大简化了操控过程,再加上核能发电技术的日益完善,现代船舶航行现状大为改观,船速更快,船向变化更灵敏。而磁流体概念的诞生又为现代推进技术增加了改进的可行性。法拉第研究出电与磁的关系后,世人对电磁之间的关系产生了极大的兴趣,以至于电磁技术在短时间内得到了长足的发展。磁流体推进技术便是电与磁相互作用的结果。带电离子或者通电直导线在磁场中会受到力的作用,带电粒子受的力叫洛伦兹力,通电导线受的力叫安培力。该力与离子运动速度或者导体棒中的电流满足左手系,即伸直左手,让磁感线垂直穿过手心,四指指向离子运动或导体棒中电流的方向,大拇指的指向就是带电粒子或者通电直导线受到的力的方向。磁流体推进技术就是依据以上的基本原理发展起来的。磁流体推进是把海水作为导电体,利用磁体在通道内建立磁场,通过电极向海水供电。当海水进入通道经过电流时,海水成为载流体,载流海水在垂直于它的磁场中受到力的作用,力的方向与海水在通道内的运动一致。海水受力的反作用力——推力,推动船舶向前运动。磁流体推进是一项伟大的科学手段,其优点有很多,比如安静、高速运行,布局比较灵活,操作比较容易等。但任何一项科研成果都是既有利又有弊,磁流体推进技术也不例外,它有以下几个缺点:(1) 产生气泡由于磁流体推进器中有两个电极,而海水又是电解质,因此,在电极处会有海水的电离,所产生的和等气体融入水中便成为气泡。气泡进入海水中后会使海水的电导率降低,影响船的运行;另外,若气泡聚集在电极附近,则会使电极与海水接触的界面电阻增加,同样影响船速。(2) 有噪声前面说的安静运行只是相对的,其实磁流体推进器在工作时产生的气泡进入海水中会破裂,产生一定的噪声。对于要求隐蔽性能很好的潜艇来说,这种缺点是致命的。(3) 漏磁现象为了产生足够大的推力,需要有足够大的磁场,目前科学家正在尝试利用超导磁体产生强磁场的方法增大推力。但是,任何磁体都会存在漏磁现象,而且由于磁体的不同,结构的迥异,漏磁多少不一。漏磁会降低磁场强度,从而减小推力,影响船的正常运行。(4) 环境污染磁流体通道产生的“合成”海水中含有等污染物,它会影响海藻、甲壳类等海洋生物的生长。磁流体推进技术是一项先进的、前沿的、复杂的科学技术,它涉及电磁学、流体力学、电化学等多种学科,综合性强,它会成为21世纪船舶主要的动力系统。虽然还有许多技术难题有待解决,但磁流体推进理念已经相当完善,相信随着科技的飞速发展和新技术新工艺的出现,这些技术难题一定会被攻克。从依靠自然力推进到发明电力推进,百余年悄然走过;从磁流体理念诞生到如今磁流体推进技术的逐渐完善,短短30年见证一切。磁流体推进技术的日新月异必将带来新的技术革命,它的意义可以与飞机的喷气推进代替螺旋桨推进相媲美。磁流体动力发电机_百度百科
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磁流体动力发电机
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磁流体动力发电机,将机械能转变成电能的电机。通常由汽轮机、水轮机或内燃机驱动。小型发电机也有用风车或其他机械经齿轮或皮带驱动的。
磁流体动力发电机磁流体发电
磁流体发电(magnetohydrodynamic power generation)过流动的导电流体与磁场相互作用而产生电能。磁流体发电技术就是用(、、燃煤、等)直接加热成易于的气体,使之在2000℃的高温下电离成导电的离子流,然后让其在中高速流动时,切割,产生动势,即由热能直接转换成电流,由于无需经过机械转换环节,所以称之为&直接发电&,其燃料利用率得到显著提高,这种技术也称为&等离子体发电技术&。
磁流体动力发电机概述
磁流体动力发电机定义
磁流体发电是一种新型的高效发电方式,其定义为当带有
等离子状态,是指物质原子内的电子在高温下脱离原子核的吸引,使物质呈为正负带电粒子状态存在。
的等离子体横切穿过磁场时,按,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。
为使高温气体有足够的电导率,需在高温和高速下,加入总量1%左右的易电离物质——“种子”,一般为碳酸钾,以利用非平衡电离原理来提高电离度。用裂变反应堆作热源时,工作介质大多是惰性气体(例如氦),并以铯作为种子物质。由于受到反应堆固体元件材料的限制,工作介质的温度远不能使其达到电离状态。为了提高电导率,通常采取非平衡电离效应(例如用高频电场促使电离,这时电子的温度高于离子和中性粒子的温度)。此外,工作介质也可为液态金属和气体或液态金属和其蒸气的混合物。
磁流体动力发电机发电技术
燃煤磁流体发电技术--亦称为等离子体发电,就是磁流体发电的典型应用,燃烧煤而得到的2.6×106℃以上的高温等离子气体并以高速流过强磁场时,气体中的电子受磁力作用,沿着与磁力线垂直的方向流向电极,发出,经直流逆变为交流送入交流电网。
磁流体发电本身的效率仅20%左右,但由于其排烟温度很高,从磁流体排出的气体可送往一般锅炉继续燃烧成蒸汽,驱动汽轮机发电,组成高效的联合循环发电,总的热效率可达50%~60%,是目前正在开发中的高效发电技术中最高的。同样,它可有效地脱硫,有效地控制NOx的产生,也是一种低污染的煤气化联合循环发电技术。
磁流体动力发电机发电流程
在磁流体发电技术中,高温陶瓷不仅关系到在K磁流体温度能否正常工作,且涉及通道的寿命,亦即燃煤磁流体发电系统能否正常工作的关键,目前高温陶瓷的耐受温度最高已可达到3090K。
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。在美国,磁流体发电机的容量已超过32000千瓦;日本、德国、波兰等许多国家都在研制碘流体发电机。我国也已研制出几台不同形式的磁流体发电机。
磁流体动力发电机磁流体发电机
机,又叫,是根据,用导电流体,例如空气或液体,与相对运动而发电的一种设备。
磁流体动力发电机基本信息
,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,加入易电离的或钠盐,使其部分电离后,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。
磁流体动力发电机原理
中的带电流体,它们是通过加热燃料、惰性气体、蒸气而得到的。在几千摄氏度的高温下,这些物质中的原子和电子的运动都很剧烈,有些电子甚至可以脱离的束缚,发生电离,结果,这些物质变成、失去电子的离子以及原子核的混合物,这就是等离子体,等离子体整体不显电性。将等离子体以超音速的速度喷射到一个加有强磁场的管道里面,等离子体中带有正、负电荷的高速,在磁场中受到的作用,分别向两极板偏移,于是正负电荷累积在两极板上并在两极之间产生电压,用导线将电压接入电路中就可以使用了。
磁流体发电的另一个好处是产生的环境污染少。利用火力发电,燃烧燃料产生的废气里含有大量的二氧化硫,这是造成空气污染的一个重要原因。利用,不仅使燃料在高温下燃烧得更加充分,它使用的一些添加材料还可以和硫化合,生成,并被回收利用,这就避免了直接把硫排放到空气中,对环境造成污染。
利用磁流体发电,只要加快带电流体的喷射速度,增加,就能提高发电机的功率。人们使用高能量的燃料,再配上装置,就可以使发电机功率达到1000万kW,这就满足了一些需要大功率电力的场合。目前,中国,美国、印度、澳大利亚以及欧洲共同体等,都积极致力于这方面的研究。
磁流体发电机产生,输出的原理如上图。
1959年,美国阿夫柯公司建造了第一台磁流体发电机,功率为115kW。此后各国均有研究制造,美苏联合研制的磁流体发电机U-25B在1978年8月进行了第四次试验,气体-等离子体流量为2~4kg/s,温度为2950K,磁场为5T,输出功率1300kW,共运行了50小时。目前许多国家正在研制百万千瓦的利用的磁流体发电机。
磁流体动力发电机磁流体动力发电机
发电机分为直流发电机和交流发电机两大类。后者又可分为同步发电机和异步发电机两种。现代发电站中最常用的是同步发电机。这种发电机的特点是由直流电流励磁,既能提供有功功率,也能提供无功功率,可满足各种负载的需要。异步发电机由于没有独立的励磁绕组,其结构简单,操作方便,但是不能向负载提供无功功率,而且还需要从所接电网中汲取滞后的磁化电流。因此异步发电机运行时必须与其他同步电机并联,或者并接相当数量的电容器。这限制了异步发电机的应用范围,只能较多地应用于小型自动化水电站。城市电车、电解、电化学等行业所用的直流电源,在20世纪50年代以前多采用直流发电机。但是直流发电机有换向器,结构复杂,制造费时,价格较贵,且易出故障,维护困难,效率也不如交流发电机。故大功率可控整流器问世以来,有利用交流电源经半导体整流获得直流电以取代直流发电机的趋势。  同步发电机按所用原动机的不同分为汽轮发电机、水轮发电机和柴油发电机3种。它们结构上的共同点是除了小型电机有用永久磁铁产生磁场以外,一般的磁场都是由通直流电的励磁线圈产生,而且励磁线圈放在转子上,电枢绕组放在定子上。因为励磁线圈的电压较低,功率较小,又只有两个出线头,容易通过滑环引出;而电枢绕组电压较高,功率又大,多用三相绕组,有3个或4个引出头,放在定子上比较方便。发电机的电枢(定子)铁心用硅钢片叠成,以减少铁耗。转子铁心由于通过的磁通不变,可以用整体的钢块制成。在大型电机中,由于转子承受着强大的离心力,制造转子的材料必须选用优质钢材
黄朝松, 任兆杏, 陈世贤,等. 简单磁镜中热电子等离子体的基本特性[J]. 核聚变与等离子体物理, -28.
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