磁流体发电机课件

I
fe EH vB F合 0 a
UH a
UH avB
E
I
HB

f洛
+ + ++ + + + ++ + +f e+
A
总结
I
x
b
I nqvab
(1) q>0时，RH>0,
U H

1 nq
IB b
UH 0
(2) q<0时，RH<0,
UH 0
。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。
•
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
• 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。
• 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。
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。
• 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。
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
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
• 2.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
பைடு நூலகம்
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。
四、磁流体发电机的应用及前景
• 1、流体发电的现状
• 磁流体发电是一种将热能直接转换成电能的新型发电方式，具有转换 效率高，污染少等特点，受到世界各主要国家的重视，并纷纷开展了 研究。1959年美国阿夫柯—埃弗雷特研究实验室对磁流体发电的原理 性试验首次获得成功，为现代磁流体发电技术的发展奠定了基础。从 此以后，这项新技术很快发展了起来。一些重要工业国家如美国、前 苏联、日本等都列入了国家研究发展规划。中国也是长期坚持这项研 究的国家之一。
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
• 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 气体速度为v，板间磁场的磁感
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( A, A)
产生一电位差 U H ，这一现象称为霍耳效应
I
A
Z
y
B
I
Ix
UH

RH
IB b
aB
A
b RH---霍耳系数
q<0
f洛


q
v
B


Z
y
B
A
f洛
EH
fe q EH
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。