«Дәстүрлі емес және жаңаратын энергия көздері»

36 – сурет. МГД – генераторды қосу сызбанұсқалары.
Бұл теңсіздіктерден көретіндей, Холл эффектісінің болуы, элементарлық қарастыру кезінде жорамалданғандай, МГД-генераторындағы ток тек қана y өсіне бағытталып ақпайды, сонымен қатар х өсі бойымен де ағады. Нәтижесіндегі ток бағыты Холлдың β параметріне тәуелді МГД-генраторды қосу сызбанұсқаларының бөгеуін қолданған тиімді, олар 36 – суретте көрсетілген. β аз болғанда фарадейлік МГД-генераторды қолданған дұрыс (36,а - сурет), онда э генератордың әрбір электрод жұбы жеке жүктемеге Н жалғанған. β-ң орташа мәнінде электродтары диоганальды (көлденең) жалғанған және жүктеменің саны Н көп емес сызбанұсқаны пайдаланады (36,б – сурет). Электродтардың мұндай көлденең қосылуының мәні канал өсіне бірқатар бұрыш жасап бағытталған электрлік өрістің кернеу векторын нәтижелендіретін холлдық және фарадейлік ЭҚК - ң болуы арқасында. Осы векторға перпендикуляр бағыт эквипотенциалды болып шығады. Осылайша а₁ және б₃, а₂ және б₄ және т.с.с. электрродтары экввипотенциалда жатады және қысқа болып тұйықталуы мүмкін.

β-ң үлкен мәнінде холлдық канал пайдаланылған жөн (36,в – сурет), онда қарама-қарсы электродтар эквипотенциалда жатады және жұпталып қысқа тұйықталуы мүмкін, ал жалғыз Н жүктеме электродтың шеткі жұбына жалғанады.

Холл параметрлері плазманың физикалық қасиетіне тәуелді, ең алдымен электрондардың басқа бөлшектерімен өзара байланысының қимасына тәуелді; сонымен қатар, ол магнитті өрістің В индукциясына пропорционал. Тұрақты температура кезінде қысым төмендеуімен β жоғарылайды.

Тәжірибелер мен есептеулер негізінде х өсі бағытындағы электрод өлшемін холлдық электрлік өріс кернеуі есебінде потенциалдар айырымы 30-40 В-тан аспайтындай етіп таңдау керек. Алыс орналасқан электродтар кезінде бұл айырым артады және электродтар арасында доғалық тесік болуы мүмкін.

МГД-генератордың айтарлықтай сипаттамасы генератор кірісіндегі плазма жылдамдығы және оның ұзындығы бойынша өзгеруі болады. Плазма жылдамдығының артуы соплодағы қысым қатынасының артуы арқасында жүзеге асуы мүмкін. МГД - генераторындағы статикалық қысымы әдетте атмосфералық қысымға шамалас алынады. Осы қысымды таңдау кезінде келесідей аргументтер қажет:

а) диффузордан кейінгі қысым, МГД - қондырғысының барлық газодинамикалық элементтері арқылы жану өнімдерін жылжытуға шамасы келетіндей болу керек. Ары кеткенде түтін құбырының алдындағы түтін сорғышқа дейін болсын жылжытуға шамасы жету керек;

б) МГД-генератторда статикалық қысымның кемуі плазманың электр өткізгіштігін арттыруға мүмкіндік береді;

в) статикалық қысымның төмендеуі Холл параметірін арттырады.

Каналдағы жылдамдық шамасы бойынша МГД - генераторлар дыбысқа дейінгі және дыбыстан (тыс) жоғары болып бөлінеді. Бірақ дыбыстан тыс ағынмен байланысты қиындықтар МГД - генераторындағы плазма жылдамдығын практикада дыбысқа жуықты (М ~ 0,9) етіп алады. Ашық циклды МГД-генераторлар үшін сәйкес температура кезінде бұл жылдамдық кірісінде 1000 м/с-қа жуық және шығысында осы шаманың 0,8 - не жуық алынады.
Өздік бақылау сұрақтары

1. МГД – қондырғылар туралы айтып беріңіз.

2. Ашық циклды МГД-қондырғылары дегеніміз не?

4. МГД-генератордың сипаттамасы.

1. А.М. Магамедов «Нетрадиционные возобновляемые источники энергии». Махачкала Издательско-полиграфическое объединение «Юпитер», г. Махачкала1996. –б. 245.

2. В.А.Агеев «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии» курс лекции.

3. Васильев Ю.С., Хрисанов Н.И. Экология использования возобновляющихся энергоисточников. – Л.: Изд-во Ленингр. ун-та. 1991. 343 с.

4. Ахмедов Р.Б. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. - М.: О-во «Знание», 1988.

Дәріс 14

1. Тұйық циклды МГД –қондырғылар

2. МГД-генератордың кемшіліктері.

3. МГД-генератордың артықшылықтары.

Ядролық реакторы бар тұйық циклды плазмалық МГД - қондырғыларда газдың бастапқы қызуы айтарлықтай жоғары болмайды. Газдардың температурасы 1500 К - нен немесе 1700 – 1900 К - нен аспайды. Мұндай температуралар тіпті ионизацияланып жатқан қоспаны термиялық иондалуын қамтамасыз ету үшін жоғарылығы жеткілікті емес. Бірақ инертті газдардың плазмасында тепе - теңдіксіз ионизацияны қамтамасыз етуге болады, бұл кезде иондар мен бейтарап атомдардан тұратын негізгі газ салыстырмалы төмен температураға ие болады, ал электрондарда айтарлықтай жоғары температураға ие болады.

Молекулярлық газдарда, керісінше, жылулық энергияға жақындау тербелмелі және айналмалы энергиялар орын алады, сондықтан серпінді емес соғылулар жиі болады және электрондардың энергия шығыны да жоғарырақ (δ≈50÷100). Бұл кезде электронды температура сәл ғана аратды. Электронды температура мен параметрлерді, онымен анықталатын, МГД - генератордың сипаттамаларымен байланыстыру үшін МГД - генераторының каналындағы джоульлдік диссипация және электрондар үшін энергия балансы теңдеуі қолданылады

Т – плазма температурасы;

М – Мах саны;

β – Холл параметрі;

η_э – МГД-генераторының электрлік ПӘК-і, жұмыс жүктемесінде бөлінген пайдалы электрлік энергияның МГД-генераторындағы барлық энергиясына қатынасын айтады.

Тепе-теңдіксіз плазма үшін электрлік өткізгіштікті, бірінші жақындатылуда, тепе-теңдік үшін қолданылатын теңдеу арқылы да анықтауға болады, бірақ бұл теңдікке электрондар конструкциясын, электронды температураға арналған Сах формуласынан анықтай отырып қою қажет.

Көптеген жағдайларда тепе - теңдіксіз өткізгіштік, осыдан МГД -генератордың энергетикалық көрсеткіштері де, есептеулерден күткендей жоғары болмайды. Бұған себеп плазмадағы біртексіздігінің әртүрлілігі болып табылады, ал бұлар тұрақсыздыққа және электр өткізгіштің тиімділігінің төмендеуіне әкеледі.

Сұйық металды МГД - қондырғылар әлі тәжірибе зерттеулерінен шыға қоймады. Мұнда сұйық металды үдету қиынға түседі. Бұл мақсатқа жету үшін ұсынылған үдету құрылғылар – сепарациялық, және инжекторлық, олардың жақсы жағдайда ПӘК-і 10% жуық болады.

МГД - генераторында, жоғарыда көрсетілгендей, магнит өрісіне көлденең бағытталған ион газының (плазма) ағынымен электрлік ток өндіріледі. Магнит өрісіндегі теріс және оң зарядтар әртүрлі бағытқа жылжиды және әр қайсысы өз электронына бағытталады. Электродтар арасында потенциалдар айырымы пайда болады және сырқы тізбек тұйықталғанда электр тогы пайда болады. Иондарды алу үшін отын 3000 К арнайы камерада жағылады, онда ион тудыруын жеңілдету үшін оған калий және цезий тұздары қосылады. Энергияның үлкен үлесі жылуға айналғандықтан, онда МГД - генераторы жағдайы үшін химиялық энергияның электр энергиясына айналуы жайында айтуға келмейді. МГД -генераторында жұмыс істеген газ темпераьурасы 2000 К, Оны әдеттегі сызбанұсқа бойынша қолдана отырып, МГД - генератор қанша электр энергиясын өндірсе, турбина да сонша өндіреді. Сондықтан барлық қондырғының салыстырмалы жоғары ПӘК - і (50-60%) екі сатылы процестің көмегімен жүзеге асады.

1. Тұйық циклды МГД –қондырғылардағы газ қалай жұмыс істейді?

2. МГД - генераторының каналындағы джоульлдік диссипация және электрондар үшін энергия балансы теңдеуін жазып беріңіз?

3. МГД-генератордың кемшіліктері қандай?

4. МГД-генератордың артықшылықтары қандай?
Қолданылған оқулықтар

1. А.М. Магамедов «Нетрадиционные возобновляемые источники энергии». Махачкала Издательско-полиграфическое объединение «Юпитер», г. Махачкала1996. –б. 245.

2. В.А.Агеев «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии» курс лекции.

3. Васильев Ю.С., Хрисанов Н.И. Экология использования возобновляющихся энергоисточников. – Л.: Изд-во Ленингр. ун-та. 1991. 343 с.

4. Ахмедов Р.Б. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. - М.: О-во «Знание», 1988.