等離子發電機

等離子發電機

最簡單的開式磁流體發電機由燃燒室、發電通道和磁體組成。工作過程是在化石燃料燃燒後產生的高溫氣體中,加入易電離的鉀鹽或鈉鹽,使起部分電離後,經噴管加速產生高達攝氏3000度、速度達到1000米/秒的高溫高速導電氣體,最後產生電流。

基本介紹

  • 中文名稱:等離子發電機
簡介,原理,缺點,

簡介

等離子發電機,又叫磁流體發電機,是根據霍爾效應,用導電流體,例如空氣或液體,與磁場相對運動而發電的一種設備。
磁流體發電,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生的作用,從而發出電來。

原理

磁流體發電中的帶電流體,它們是通過加熱燃料、惰性氣體、鹼金屬蒸氣而得到的。在幾千攝氏度的高溫下,這些物質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,結果,這些物質變成自由電子、失去電子的離子以及原子核的混合物,這就是電漿。將電漿以超音速的速度噴射到一個加有強磁場的管道裡面,電漿中帶有正、負電荷的高速粒子,在磁場中受到洛倫茲力的作用,分別向兩極偏移,於是在兩極之間產生電壓,用導線將電壓接入電路中就可以使用了。
磁流體發電的另一個好處是產生的環境污染少。利用火力發電,燃燒燃料產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,並被回收利用,這就避免了直接把硫排放到空氣中,對環境造成污染。
利用磁流體發電,只要加快帶電流體的噴射速度,增加磁場強度,就能提高發電機的功率。人們使用高能量的燃料,再配上快速啟動裝置,就可以使發電機功率達到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,都積極致力於這方面的研究。
磁流體發電機產生電動勢,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台磁流體發電機,功率為115kW。此後各國均有研究製造,美蘇聯合研製的磁流體發電機U-25B在1978年8月進行了第四次試驗,氣體-電漿流量為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製百萬千瓦的利用超導磁體的磁流體發電機。

缺點

現在磁流體發電機製造中的主要問題是發電通道效率低,目前只有10%。通道和電極的材料都要求耐高溫、耐鹼腐蝕、耐化學燒蝕等,目前所用材料的壽命都比較短,因而磁流體發電機不能長時間運行。

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