چکیده:
یکی از روش های نوین تولید جریان الکتریسیته که بر اساس ویژگی های حالت چهارم ماده طراحی شده است مولدهای MHD است. این مولدها دارای قسمت مکانیکی متحرک نیستند و به همین دلیل در MHD ها هیچ صحبتی از اتلاف انرژی بر اثر اصطکاک مطرح نیست. همچنین چون در MHD ها تبدیل انرژی به صورت مستقیم انجام می شود, اتلاف انرژی بسیار کم است در حالی که در ژنراتورهای معمولی باید ابتدا انرژی منبع به صورت مکانیکی در آید و سپس توسط ژنراتور این انرژی به انرژی الکتریکی تبدیل شود که در این میان مقدار قابل توجهی از انرژی تلف می شود., فناوری پلاسما در تولید جریان الکتریسیته (مولدهای MHD) یکی از روش های نوین تولید جریان الکتریسیته که بر اساس ویژگی های حالت چهارم ماده طراحی شده است مولدهای MHD است. این مولدها دارای قسمت مکانیکی متحرک نیستند و به همین دلیل در MHD ها هیچ صحبتی از اتلاف انرژی بر اثر اصطکاک مطرح نیست. همچنین چون در MHD ها تبدیل انرژی به صورت مستقیم انجام می شود, اتلاف انرژی بسیار کم است در حالی که در ژنراتورهای معمولی باید ابتدا انرژی منبع به صورت مکانیکی در آید و سپس توسط ژنراتور این انرژی به انرژی الکتریکی تبدیل شود که در این میان مقدار قابل توجهی از انرژی تلف می شود. این امر موجب شده است که بازده مولدهای MHD به بیش از ٧٠ % برسد بازده ایده آلی برای ماست. مولد MHD دارای یک تونل دراز است که در دو طرف آن آهن رباهای بسیار قوی و در دو طرف دیگر دو الکترود برای دریافت و انتقال جریان تولیدی وجود دارد. جریانی از پلاسما با سرعت بسیار زیاد (در حدود سرعت صوت) وارد این کانال می شود و ذرات پلاسما در اثر در هم کنشی که با میدان مغناطیسی موجود دارند و تحت تاثیر نیروهای لورنتس وارد بر آنها که اثر هال نامیده می شود از هم جدا شده و به طرف الکترود ها حرکت می کنند. در این حالت مولد مانند یک خازن تخت عمل می کند که هیچ وقت دشارژ نمی شود MHD ها علاوه بر بازده بالایی که دارند دارای آلودگی کمی می باشند و نیز می توانند از سوخت هایی که امکان استفاده از آنها در صنایع دیگر نیست استفاده کنند که این امر موجب شده است که استفاده از این مولدها یک امر سود آور برای دولت ها گردد. فناوری MHD نیز مانند سایر فناوری ها دارای مشکلاتی است. از جمله اینکه ممکن است ذرات پلاسما در اثر میدان مغناطیسی قوی موجود در درون سیستم و میدان الکتریکی به وجود آمده از انباشتگی ذرات باردار در دو الکترود کناری حالت چرخشی به خود گرفته و موجب انفجار شدیدی شوند. از طرفی جریان تولیدی توسط MHD ها جریان مستقیم است که باید به جریان متناوب تبدیل شود. به علاوه ساخت MHD ها نیاز به فناوری بسیار پیشرفته ای دارد که اکثر کشورها قادر به ساخت این مولدها نیستند.
1-1) مقدمه
ژنراتور MHD انرژی حرارتی یا جنبشی را به الکتریسیته تبدیل می کند. ژنراتور MHD دارای تفاوت هایی با ژنراتورهای رایج و سنتی است. این ژنراتور می تواند در دماهای بالا بدون داشتن قسمت متحرک کار کند. MHD می تواند بطور قابل قبولی توسع داده شود. زیرا خروجی یک ژنراتور MHD پلاسما هنوز داغ و گداخته می باشد و می تواند در گرم کردن دیگ بخار یک نیروگاه بخاری استفاده شود بنابراین MHD با دمای بالا می تواند در یک topping cycle برای افزایش بازده انرژی الکتریکی مخصوصاً زمانی که زغال سنگ با گاز طبیعی استفاده می شود همچنین میتواند در پمپ فلزات مایع یا موتورهای آرام زیر دریایی به طور قابل قبولی استفاده شود. اصول و قاعده دینام مکانیکی یا دینامی که با سیال کار میکند یکسان است.
در دینامی که با سیال کار می کند از حرکت یک سیال با پلاسما برای ایجاد جریان الکتریکی و در نتیجه تولید انرژی الکتریکی استفاده می شود. در حالی که در دینام مکانیکی از حرکت مکانیکی تجهیزات برای این امر استفاده می شود تفاوت میان یک ژنراتور MHD و یک دینام مکانیکی در مسیر است که جریان ذرات باردار از آن می گذرند (ذرات حمل کننده بار الکتریکی). ژنراتور MHD به منظور استفاده در تکنولوژیهای ارزان قیمت سوختهای فسیلی مانند سیکل ترکیبی مفید است. جایی که خروجی توربین گازی برای گرم کردن بویلر استفاده می شود یک امتیاز بزرگ MHD بالابردن بازده یک ژنراتور تک سیکلی با سوخت فسیلی است.
تعداد صفحه : 72
چکیده.................................................................................................................................................... ۱
مقدمه...................................................................................................................................................... ۲
فصل اول کلیات..................................................................................................................................... ۳
۱)اصول وقواعد کلی......................................................................................................................... ۴ -۱
۲)تاریخچه....................................................................................................................................... ۴ -۱
۶.....................................................................................................MHD فصل دوم اشنایی با ژنراتور
۱)مقدمه.................................................................................................................................... ۷ -۲
۲)کلیات .......................................................................................................................................... ۸ -۲
۱)بازده ژنراتور.............................................................................................................................. ۹ -۲-۲
ازنقطه نظر اقتصادی................................................................................ ۱۰ MHD ۲) بررسی ژنراتور -۲-۲
۳)تولید آلودگی................................................................................................................... ۱۰ -۲-۲
۳)اصول عمل کرد......................................................................................................................... ۱۰ -۲
۱۸....................................................................................MHD فصل سوم انواع ژنراتورهای
۱)مقدمه ....................................................................................................................................... ۱۹ -۳
۲)ژنراتور فارادی......................................................................................................................... ۱۹ -۳
۳)ژنراتور هال................................................................................................................................ ۲۰ -۳
۴)ژنراتور دیسکی........................................................................................................................... ۲۰ -۳
فصل چهارم عملکرد ژنراتور ساخالین................................................................................. ۲۶
۱)مقدمه................................................................................................................................. ۲۷ -۴
٢)تحلیل عملکرد ساخالین........................................................................................................... ٢٨ -٤
٣)میدان مغناطیسی القایی........................................................................................................... ٢٩ -٤
٤)تخمین افت ولتاژ الکترود ........................................................................................................ ٢٩ -٤
١)مقادیر نامی پارامترهای فاز مایع..................................................................................... ٣٠ -٤-٤
٢)مدل ریاضی برای جریان دو فازه(گاز-مایع)........................................................................ ٣٠ -٤-٤
٣)معادلات باید برای فاز مایع.................................................................................................. ٣٠ -٤-٤
٤)تقریب شبه تک بعدی (تک بعدی اصلاح شده).................................................................. ٣١ -٤-٤
٥) الکترو دینامیک....................................................................................................................... ٣١ -٤
١)خواص ترمودینامیک......................................................................................................... ٣٢ -٥-٤
٦)اثرات میدان مغناطیسی القایی (جریان تک فازه)................................................................................ ٣٢ -٤
٧)اثرات ذرات مایع(جریان دو فازه)............................................................................................................. ٣٥ -٤
١) مقایسه جریان تک فازه و دو فازه........................................................................................ ٣٦ -٧-٤
٢) تأثیرات قطر ذرات مایع...................................................................................................................... ٣٧ -٧-٤
با چگالی شار مغناطیسی بالا........................ ۴۳ MHD فصل پنجم عملکرد ژنراتور دیسکی
۱)مقدمه............................................................................................................................................................ ۴۴ -۵
۲)ساختار ژنراتور.............................................................................................................................................. ۴۴ -۵
۳)ژنراتور نمونه و آهن ربا.............................................................................................................................. ۵۰ -۵
فصل ششم : نتیجه گیری و پیشنهادات................................................................................ ۵۶
۱) نتیجه گیری................................................................................................................................................ ۵۷ -۶
۳)پیشنهادات.................................................................................................................................................... ۵۸ -۶
مراجع................................................................................................................................................... ۵۹
چکیده انگلیسی.............................................................................................................................................. ۶۱
