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磁流體發(fā)電機(jī)，又叫等離子發(fā)電機(jī),，是根據(jù)電磁感應(yīng)原理,，用導(dǎo)電流體，例如空氣或液體,，與磁場相對運動而發(fā)電的一種設(shè)備,。 磁流體發(fā)電，是將帶電的流體(離子氣體或液體)以極高的速度噴射到磁場中去,，利用磁場對帶電的流體產(chǎn)生的作用,，從而發(fā)出電來。 最簡單的開式磁流體發(fā)電機(jī)由燃燒室,、發(fā)電通道和磁體組成,。工作過程是在化石燃料燃燒后產(chǎn)生的高溫氣體中，加入易電離的鉀鹽或鈉鹽,，使起部分電離后,，經(jīng)噴管加速產(chǎn)生高達(dá)攝氏3000度、速度達(dá)到1000米／秒的高溫高速導(dǎo)電氣體,，最后產(chǎn)生電流,。 磁流體發(fā)電中的帶電流體，它們是通過加熱燃料,、惰性氣體,、堿金屬蒸氣而得到的。在幾千攝氏度的高溫下,，這些物質(zhì)中的原子和電子的運動都很劇烈，有些電子甚至可以脫離原子核的束縛,，結(jié)果,，這些物質(zhì)變成自由電子,、失去電子的離子以及原子核的混合物，這就是等離子體,。將等離子體以超音速的速度噴射到一個加有強(qiáng)磁場的管道里面,，等離子體中帶有正、負(fù)電荷的高速粒子,，在磁場中受到洛倫茲力的作用,，分別向兩極偏移，于是在兩極之間產(chǎn)生電壓,，用導(dǎo)線將電壓接入電路中就可以使用了,。 磁流體發(fā)電的另一個好處是產(chǎn)生的環(huán)境污染少。利用火力發(fā)電,，燃燒燃料產(chǎn)生的廢氣里含有大量的二氧化硫,，這是造成空氣污染的一個重要原因。利用磁流體發(fā)電,，不僅使燃料在高溫下燃燒得更加充分,，它使用的一些添加材料還可以和硫化合，生成硫酸鉀,，并被回收利用,，這就避免了直接把硫排放到空氣中，對環(huán)境造成污染,。 利用磁流體發(fā)電,，只要加快帶電流體的噴射速度，增加磁場強(qiáng)度,，就能提高發(fā)電機(jī)的功率,。人們使用高能量的燃料，再配上快速啟動裝置,，就可以使發(fā)電機(jī)功率達(dá)到1000萬kW,，這就滿足了一些需要大功率電力的場合。目前,，中國,，美國、印度,、澳大利亞以及歐洲共同體等,，都積極致力于這方面的研究。 磁流體發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電動勢,，輸出電功率的原理如上圖,。 1959年，美國阿夫柯公司建造了第一臺磁流體發(fā)電機(jī),，功率為115kW,。此后各國均有研究制造,，美蘇聯(lián)合研制的磁流體發(fā)電機(jī)U－25B在1978年8月進(jìn)行了第四次試驗，氣體-等離子體流量為2～4kg/s,，溫度為2950K,，磁場為5T，輸出功率1300kW,，共運行了50小時,。目前許多國家正在研制百萬千瓦的利用超導(dǎo)磁體的磁流體發(fā)電機(jī)。 現(xiàn)在磁流體發(fā)電機(jī)制造中的主要問題是發(fā)電通道效率低,，目前只有10%,。通道和電極的材料都要求耐高溫、耐堿腐蝕,、耐化學(xué)燒蝕等,，目前所用材料的壽命都比較短，因而磁流體發(fā)電機(jī)不能長時間運行,。 |
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