磁流体发电机

气体速度为v，板间磁场的磁感

强度为B，板外电阻为R。不接R时，当等离子体上下不再偏转匀速通过A、 B板时，A、B板上聚集的电荷最多，板间电势差最大，即为电源电动势， 此时离子受力平衡:


E场q=Bqv
E场=Bv 电动势E＝E场 L=BLv
电源内电阻，接入R后，R中电流




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。 利用磁流体发电，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，生成硫酸钾，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，增加磁场强度，就 能提高发电机的功率。人们使用高能量的燃料，再配上快速启动装置，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。 磁流体发电机产生电动势，输出电功率的原理如下图。

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 直流电，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。

根据电磁感应原理，用导电流体（气体或液体） 与磁场相对运动而发电。 如下图所示是磁流体发电机，其原理是：等离 子体喷入磁场，正、负离子在洛仑兹力作用下 发生上下偏转而聚集到A、B板上，产生电势差， A、B板间产生电场，正、负离子同时受洛仑兹 力和电场力。设A、B平行金属板的相对面积为 S，相距L，等离子体的电阻率为ρ，喷入
厚度b,宽为a的导电薄片，沿x轴通有电流强度I，当在
y轴方向加以匀强磁场B时，在导电薄片两侧
产生一电位差
( A, A )
U H ，这一现象称为霍耳效应
Z y B
IB U H RH b
RH---霍耳系数
A
I
a
A
I B
I x
b
q<0
f 洛 q v B
f e q EH


2发电通道和磁体
磁体——把物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性 质叫做磁性，具有磁性的物体叫磁体。
磁体是一种很神奇的物质。它有以至于无形的力， 既能把一些东西吸过来，又能把一些东西排开。在 我们周围，有很多磁体。
三、磁流体发电机的特点

1.大大提高发电效率
普通的火力发电，燃烧燃料释放的能量中，只有20%变成了电能。 而且人们从理论上推算出，火力发电的效率提高到40%就已经达到了 极限。而用磁流体发电，可以将磁流体发电管道里喷出来的废气，驱 动另一台汽轮发电机形成组合发电装置，这种组合发电的效率可以达 到50%。如果解决好一些技术上的问题，发电效率还有望进一步提高 到60%以上。 2.环境污染少
一、磁流体发电机的原理


1、什么是磁流体发电机 磁流体发电机，又叫等离子发电机， 是根据霍尔效应，用导电流体，例如空 气或液体，与磁场相对运动而发电的一 种设备。
如右图是一个磁流体发电机 2、磁流体发电机的原理



其实磁流体发电机的原理 就是霍尔效应 下面我们来讲解一下霍尔效应
霍耳效应


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。利用磁流体发电，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 硫酸钾，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。


3.磁流体发电分类和特点
磁流体(又称磁性液体、铁磁流体或磁液)，是由强磁性粒 子、基液(也叫媒体)以及界面活性剂三者混合而成的一种 稳定的胶状溶液。该流体在静态时无磁性吸引力，当外 加磁场作用时，才表现出磁性。 磁流体发电是一种新型的高效发电方式，其定义为当带 有磁流体的等离子体横切穿过磁场时，按电磁感应定律， 由磁力线切割产生电；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。 为了使磁流体具有足够的电导率，需在高温和高速下， 加上钾、铯等碱金属和加入微量碱金属的惰性气体(如氦、 氩等)作为工质，以利用非平衡电离原理来提高电离度。 前者直接利用燃烧气体穿过磁场的方式叫开环磁流体发 电，后者通过换热器将工质加热后再穿过磁场的叫闭环 磁流体发电。
二、磁流体发电机的结构
磁流体发电机由燃烧室、发电通道 和磁体等部分组成。


1.燃烧室
磁流体发电机的燃烧室,实质上是一种等离子体发生 器,这种等离子体电导率的高低和均匀度直接影响发 电机的性能,因此它是个十分重要的部件.在燃煤的磁 流体发电系统 中,煤的燃烧和灰渣引起一系列问题。 下图是一些等离子发生器实体：
(2) q<0时，RH<0,
U H 0
磁流体发电 在导电流体中同样会产生霍耳效应 导电气体
q B q 发电通道

电极 磁流体发电原理图
使高温等离子体（导电流体）以1000ms-1的高速 进入发电通道（发电通道上下两面有磁极），由于洛 仑兹力作用，结果在发电通道两侧的电极上产生电势 差。不断提供高温高速的等离子体，便能在电极上连 续输出电能。
F合 0 a
I
Z
A
I E H
y
B
f 洛 f e E H vB
fe + + + + + + + ++ + + +
B

f洛
I x
EH
Baidu Nhomakorabea I nqv ab
U H 1 IB nq b
UH a
U H avB
A
b
总结
(1) q>0时，RH>0,
U H 0