磁流体发电技术
磁流体发电机的工作原理
磁流体发电机的工作原理
磁流体发电机的工作原理是利用磁流体的性质以及磁场的作用来产生电能。
具体原理如下：
1. 磁流体：磁流体是一种特殊的液体，在没有磁场作用时呈现液体的属性，但当有磁场作用时，磁流体会发生瞬间的磁液化，形成类似于固体的磁体性质。
2. 磁场：磁流体发电机中会设置一个磁场发生器，通过电流激励磁体，产生一个均匀的磁场。
这个磁场的强弱和方向可由激磁电流的大小和方向来控制。
3. 磁流体受力：当磁流体处于磁场中时，会受到磁力的作用。
磁力大小和方向取决于磁场的强度和磁流体的磁性。
当磁流体的磁性和磁场的强度相匹配时，磁流体会发生磁液化，形成固体状，并沿着磁场方向形成一条狭窄的磁通道。
4. 传导电流：磁流体中的电荷会随着磁流体的运动而发生分离，形成一个带电体流动的电流，即磁流体电流。
这个电流与磁通道方向一致，在整个磁通道内形成一个环形电流。
5. 产生电能：磁流体电流会在磁通道内形成一个环形电流环，这个环形电流会与磁场相互作用，产生一个电动势。
通过连接导线，就可以将产生的电动势输出为可用电能。
总结来说，磁流体发电机利用磁场作用于磁流体使其磁液化，
形成狭窄的磁通道。
通过磁流体的流动产生的电流与磁场相互作用，产生电动势，进而输出电能。
磁流体发电机原理
磁流体发电机原理
磁流体发电机是一种利用磁场和流体相互作用产生电能的设备。
它的工作原理基于磁力线激励了磁流体材料，使其形成一种特殊的流动行为。
磁流体是一种由微小的磁性颗粒悬浮在液体中形成的混合物。
这些磁性颗粒能够受到外部磁场的作用而聚集或是分散。
当磁场作用于磁流体时，颗粒会排列成链状结构，并在液体中形成粒子链。
磁流体发电机利用了这种特殊的流动行为。
它由一个磁体和一个容器组成，容器中装有磁流体。
当外部磁场作用于磁体时，磁流体中的磁性颗粒被激发，形成粒子链。
这些粒子链会随着流体的运动而发生变化，并在容器内产生电流。
具体来说，磁流体发电机通过液体的流动来产生电能。
当液体流过容器时，粒子链会随着流体的流动而改变形状和位置。
这种粒子链的变化会在绕组上产生感应电动势，从而产生电流。
这个电流可以用于供电或存储。
磁流体发电机具有易于控制和调节的优点。
通过控制磁场的强度和方向，可以调节磁流体中粒子链的形状和运动，从而控制电流的产生。
此外，磁流体发电机还可以适应不同的流体介质和操作条件，具有较高的灵活性和适应性。
总的来说，磁流体发电机利用磁场和流体相互作用，通过液体
的流动来产生电能。
它不仅具有高效、灵活的特点，而且可以应用于多种领域，如能量转换、环境保护和航天航空等。
磁流体发电机高中物理
磁流体发电机高中物理磁流体发电机（Magnetohydrodynamic generator，MHD），又称磁流体转换器，是一种以磁力光学和流体动力学原理为基础的发电机。
它利用热能或外部热能改变流体的性质，以利用磁力将流体的动能转换为电能的一种装置。
一、磁流体发电机的原理1、热能被用来加热流体：将热能转换为流体的动能，大大提高了流体的热导率，能够形成流体的流动态。
2、磁场的作用：当磁流体流动时，伴随着磁场的存在，从而形成一个回路，并能够产生涡流。
3、涡流的发电：运动在磁场内，流体会产生涡流及磁感应，再通过涡流发电机产生电能。
二、磁流体发电机的优点1、具有高效率：涡流发电机的转矩效率和功率效率均高，可以达到85％左右。
2、可靠性高：磁流体转换器仅需一些调节器就可完成，可提高可靠性和稳定性。
3、节省成本：利用热能或外部热能改变流体的状态，无需增加费用，可以节约开支。
三、磁流体发电机的缺点1、相对质量较大：由于设备中使用了磁铁、管道和高温工艺等 B型附件，所以设备的质量比较大。
2、管道运行积灰：大部分操作都需要在较高的温度环境中工作，很容易积聚灰尘，影响运行效率。
3、外界环境变化大：磁流体发电机受外部热能的影响较大，如果室温突然升高，可能会造成抗性的变化，影响其性能。
四、磁流体发电机的应用1、航空航天：磁流体发电机能够发挥航天器登月航行，太阳能电池发电、推进等作用，广泛应用于航天工程。
2、化工行业：磁流体发电机可以发挥流体的作用，在化工行业用来控制温度和添加催化剂，促进化学反应。
3、动力发电：磁流体发电机可用来作为发电机组的主要部件，发电效率高，能够做到对环境无害，因此在发电领域有着广泛的应用。
专题5速度选择器与磁流体发电机(解析版)
专题五速度选择器与磁流体发电机基本知识点1．速度选择器：(1)平行板中电场强度E和磁感应强度B互相垂直，这种装置能把具有一定速度的粒子选择出来，所以叫做速度选择器．(2)带电粒子能够匀速沿直线通过速度选择器时的速度是v＝EB.(见下图)2．速度选择器的工作原理（1）粒子受力特点：同时受方向相反的电场力和磁场力作用。
（2）粒子匀速通过速度选择器的条件：电场力和洛伦兹力平衡：qE=qvB，解得v=EB，速度大小只有满足v=EB的粒子才能做匀速直线运动。
若v＜EB，电场力大，粒子向电场力方向偏，电场力做正功，动能增加．若v＞EB，洛伦兹力大，粒子向磁场力方向偏，电场力做负功，动能减少．3．磁流体发电机(1)磁流体发电是一项新兴技术，它可以把内能直接转化为电能．(2)根据左手定则，如下图中的B板是发电机正极．(3)磁流体发电机两极板间的距离为d，等粒子体速度为v，磁场磁感应强度为B，则两极板间能达到的最大电势差U＝Bdv.4．磁流体发电机的工作原理将等离子气体垂直于磁场方向喷入匀强磁场，正、负离子在洛伦兹力作用下发生上下偏转而聚集到A 、B 板上，产生电势差．设平行金属板A 、B 的面积为S ，相距L ，等离子气体的电阻率为ρ，喷入气体速率为v ，板间磁场的磁感应强度为B ，板外电阻为R ，当正、负离子受到的洛伦兹力和静电力大小相等时，匀速通过A 、B 板间，此时A 、B 板上聚集的电荷最多，板间电势差最大，大小即为电源的电动势E ．沿从S 极向N 极方向观察，电路如图乙所示，此时：q E L ＝Bq v ，则电动势E ＝BL v ，电源内阻r ＝ρL S由闭合电路欧姆定律知，通过R 的电流I ＝E R ＋r ＝BL v R ＋ρL S ＝BL v S RS ＋ρL ． 例题分析一、速度选择器例1 如图所示为一速度选择器，也称为滤速器的原理图。
K 为电子枪，由枪中沿KA 方向射出的电子，速率大小不一。
当电子通过方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场后，只有一定速率的电子能沿直线前进，并通过小孔S 。
磁流体发电机、电磁流量计、霍尔效应、
四、霍尔效应
1、定义：当通有电流的导体处在垂直于电流方向的磁场中时， 会在导体的上、下表面产生电压，这一现象称为~
金属导体
I
v
f
fE
qE
2、霍尔电压：导体的上、下表面所达到的稳定的电压。
3、霍尔电压的计算式：
当磁场不太强时，电势差U、电流I和B的关
系U为H： k
IB b
k---霍尔系数：
B
霍尔电压：UH=Bvd.
B
b
c a
3、工作原理：
将流量计放在匀强磁场 B中,磁场方向垂直于前后两 面。当导电液体（正、负离子）流经该管道时，导体上下 表面带电，最终会达到稳定状态（此时上、下表面间的电 压即为电源的电动势）。
此后的导体流体将在管中做匀速运动，流过管内横截 面的流体的体积保持稳定。这时，就可测出：导电液体的 流量Q （单位时间内通过管内横截面的流体的体积）。
磁流体发电机 电磁流量计 霍尔效应
一.磁流体发电机（等离子体）：
气体通常呈中性，但在高温下，气体会被电离成正负离子， 这种状态下的气体称为等离子体。
1、 磁流体发电是一项新 兴技术，它可以把物体的内 能直接转化为电能，下图是 它的示意图，平行金属板A、 B之间有一个很强的磁场，将 一束等粒子体（即高温下电 离的气体，含有大量正、负 带电粒子）喷入磁场，AB两 板间便产生电压。如果把AB 和用电器连接，AB就是一个 直流电源的两个电极。
当金属板与用电器组成闭合回路，金属板相当于电源。
设：平行金属板面积----S 间距---L
等离子体电阻率---ρ 喷入气体的速度----v 磁场的磁感强度---B 板外电阻 ----------R 求：R中的电流
Eq=Bqv
磁流体发电机工作原理
磁流体发电机工作原理
磁流体发电机是一种利用磁流体产生运动的装置来发电的设备。
它通过将磁流体置于磁场中并施加一个电场，利用磁流体的性质使其形成一个旋转的涡流。
这个旋转的涡流带动发电机的转子转动，进而通过感应电磁力产生电能。
磁流体发电机的工作原理如下：首先，将磁流体注入发电机的转子中。
转子周围设置有固定的磁铁，形成一个强大的磁场。
然后，在转子内施加一个垂直于磁场的电场，使磁流体中的电荷产生受力。
磁流体内的电荷在电场力作用下发生位移，从而形成了一个涡流。
这个涡流由于受到磁场的作用而开始旋转。
旋转的涡流使得转子也开始转动。
转子上的线圈通过磁通量的变化而产生感应电磁力。
这个感应电磁力使得涡流继续旋转，并带动转子继续转动。
这样，磁流体发电机就能不断地产生电能。
磁流体发电机的工作原理可以总结为：通过在磁流体中施加电场，利用磁流体的涡流运动带动转子转动，从而产生感应电磁力。
这个感应电磁力驱动涡流继续旋转，使转子继续转动，最终产生电能。
自动化技术在磁性磁流体储能发电的应用
自动化技术在磁性磁流体储能发电的应用在当今能源领域，寻求高效、可靠且可持续的储能和发电技术一直是研究的重点。
磁性磁流体储能发电作为一项具有巨大潜力的新兴技术，正逐渐引起人们的关注。
而自动化技术的融入，更是为其发展带来了新的机遇和突破。
磁性磁流体是一种将磁性颗粒分散在液体中的特殊材料，它具有独特的磁性能和流体特性。
在储能发电过程中，通过磁场的作用，磁性磁流体能够实现能量的存储和转化。
而自动化技术在这一过程中发挥着至关重要的作用。
首先，自动化技术能够实现对磁性磁流体储能发电系统的精确控制。
在能量存储阶段，需要对磁场强度、流体流速等参数进行精确调节，以确保能量的高效存储。
自动化控制系统可以实时监测这些参数，并根据预设的算法和策略进行快速调整，从而避免了人工操作可能带来的误差和延迟。
例如，通过传感器获取磁场强度的数据，自动化系统能够自动调整电流大小，从而维持稳定的磁场强度。
其次，自动化技术能够提高系统的运行稳定性和可靠性。
磁性磁流体储能发电系统是一个复杂的多变量系统，运行过程中容易受到各种因素的干扰。
自动化监测系统可以实时监测系统的运行状态，如温度、压力、流量等参数，一旦发现异常情况，能够及时发出警报并采取相应的保护措施。
这大大降低了系统故障的发生率，提高了系统的可用性和寿命。
再者，自动化技术有助于优化系统的性能和效率。
通过对大量运行数据的分析和处理，自动化系统可以找出最优的运行参数组合，实现系统的性能最大化。
例如，通过分析不同时间段的能源需求和供应情况，自动化系统可以智能地调整储能和发电的策略，以提高能源的利用效率和经济性。
在实际应用中，自动化技术在磁性磁流体储能发电系统的各个环节都有着具体的体现。
在储能环节，自动化的充放电控制策略可以根据电网的需求和储能装置的状态，精确地控制能量的存储和释放。
这不仅能够有效地平衡电网的供需，还能够减少能量的浪费。
同时，自动化的温度控制和压力调节系统能够确保储能装置在安全的工作范围内运行，延长其使用寿命。
《磁流体发电机》PPT课件
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。
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。
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❖ 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。
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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。
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❖ 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。
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普通的火力发电，燃烧燃料释放们从理论上推算出，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
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关于磁流体发电技术的几个问题
摘要：磁流体发电技术经过30多年的研究，已经取得相当大的进步。
但其本身技术的发展很大程度上取决于其他科学技术的发展和进步。
本文首先介绍了磁流体发电的原理，然后简述了磁流体发电技术。
尤其对开式磁流体发电技术及其装置进行了详细的阐述。
最后，分析了通过提高发电机的效率、超导技术和解决耐高温材料等方面来改善发电技术的可行性。
关键词：磁流体 磁流体发电及其优点 发电机 超导技术 高温材料。
能源问题是21世纪世界面临的重大问题之一。
我国的能源处于短缺中，又因能源储备有限，随着我国经济的飞速发展，随之面临着能源危机。
而化石燃料的使用对大气造成的污染不可估量。
寻找绿色无污染的能源替代品成为了当务之急，而磁流体发电技术可以解决上述的问题。
磁流体发电的研究开始于20世纪50年代末，其具有综合效率高、污染低、结构简单、启动快等优点。
作为一种新型发电技术被认为是最可行、最具有竞争力的直接发电方式。
迄今，中国、美国、印度、澳大利亚以及欧洲共同体等都致力于这方面的研究和探索。
随着科学技术的进步，磁流体发电具有广阔的发展空间和应用前景。
1.磁流体发电及其分类
磁流体发电是一种新型的高效发电方式，其定义为当带有等离子状态，是指物质原子内的电子在高温下脱离原子核的吸引，使物质呈为正负带电粒子状态存在。
是导体流体以一定的速度垂直通过磁场进而以感生电动势产生电功率，能量从内能直接转化为电能。
磁流体发电按其工作物质的循环方式可分为开式循环方式、闭式循环方式和液态金属循环方式。
通常在高温和高速下，通过把钾、铯等碱金属加入到惰性的工作物质中来使其具有足够的电导率。
和普通的风力、水利和核能发电，优点表现的很突出，其一是利用磁流体发电机发电，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。
其二是节约燃料%25~%20，甚至更多，这是个巨大的数字，具有重要的经济意义。
其三是污染少也是与普通火力发电比较而言。
磁流体发电有“种子”回收装置，起自动脱硫作用，大气污染大为减少；联合循环热效率高，热污染比火力发电减少三分之一，比原子能发电减少一半，大大减少冷却水的用量。
此外，还有单机容量大，可达千万千瓦1台；起动快，可在几秒钟内达到满负载；比功率很大，发电机体积和重量相对比较小等。
本文将对最简单的开式磁流体发电系统进行研究和探讨。
2.磁流体发电的基本原理
在本质上与其他发电机工作原理是一致的。
导体的等离子体通过磁场运动等同于导体切割磁力线运动，所以，磁流体发电装置是用高温高速的导电流体替代了普通发电机的电枢纽和转动部件，但工作过程和能量转换却不尽相同。
其发电机的基本原理是“霍尔效应”和“磁流体电动力学”。
高温导体流体以高速形式进入发电通道，通道上下两面有磁极，在洛伦兹力的作用下，通道两侧的电极上产生电势差。
是等离子体的供应不断，从而在电极上连续输出电能。
等离子体气体在高温下电离，高速通过磁场时，同样在洛伦兹力的作用下，正负离子会向左右两面的电极偏转，进而在两极间产生电势差，向外界提供可利用的电动势。
3.磁流体发电技术中需要解决的几个问题
3.1磁流体发电机的效率
结构原理：磁流体发电机由燃烧系统，通道和磁体三大部分组成。
燃烧系统包括燃烧室、喷管和空气预热系统等。
燃烧室是将燃料、气化蹊剂、碱金属（种子）燃烧而获得导电气体——低温离子体。
提高现有发电效率是磁流体发电中重视的部分。
对于磁流体发电机的效率即热电转换效率应至
20以上才有意义。
对于目前的装置，其瓶颈在于机组的容量和燃料的电导率。
而提高电导率少在%
是当前可以改善磁流体发电机效率具有研究价值的方向。
其方法也是广泛的，如提高空气预热温度和富氧度；在燃气中添加铝粉和铯种子，同时增加燃料室内种子停留的时间来达到全部电离的目的。
发电通道是磁流体发电机的核心部分。
它的性能的好坏在很大程度上也决定了磁流体发电机能否实用，通道的主要要求是在具有一定的热电转效率的基础上，保证可靠的长时间运行。
空气预热方式，也是影响磁流体发电效率的一个重要方面，利用通道排气加热的内燃式空气预热器的技术十分复杂，但比外燃方式效率高，所以应从技术上进行考虑，权衡磁流体的发电效率。
3.2燃气中的种子回收
目前种子的回收效率仅达20%，如果用钯盐作种子，其比用钾盐种子效率提高1倍，若提高种子回收再生效率，并达99．99%以上，那么，使用钯盐种子也是有经济效益的。
同时，应该尽可能控制其燃烧所需要的温度，又要考虑燃烧的充分情况。
所以添加物质的选择有待于进一步的研究。
从而会产生一系列的连环效应。
进而增加了磁流体发电技术的推广和应用。
同样也可以增加种子回收装置。
3.3低温超导技术的有待提高
低温与超导技术的发展除了在某些基础理论方面正在突破，如超导材料机理、新型超导材料的搜索、新型制冷机理的探索、超流氦传输特征和物性的研究等等之外，低温与超导技术本身在国外已经成为一种基础工业技术，成为现代科学技术的一个重要组成部分。
超导材料最诱人的应用是发电、输电和储能。
由于超导材料在超导状态下具有零电阻和完全的抗磁性，因此只需消耗极少的电能，就可以获得10万高斯以上的稳态强磁场。
而用常规导体做磁体，要产生这么大的磁场，需要消耗3.5兆瓦的电能及大量的冷却水，投资巨大。
超导发电机在电力领域，利用超导线圈磁体可以将发电机的磁场强度提高到5万～6万高斯，并且几乎没有能量损失，这种发电机便是交流超导发电
机。
超导发电机的单机发电容量比常规发电机提高5～10倍，达1万兆瓦，而体积却减少1/2，整机重量减轻1/3，发电效率提高50％。
4.小结
磁流体发电必须应用其它尖端科学技术领域的新成就，才能体现出它本身优越性的一项综合性技术，是国际上重大科技课题之一。
磁流体发电技术只有突破技术的困难，才能显示其经济上的优越性，从而才能实现商品化并走向应用，其发展前途宽广，有待于更深入的研究和开发。
参考文献
[1] 郑敏，梁文英.磁流体发电技术.《青海师范大学学报》2010.04
[2] 张西子.浅议磁流体发电.高教论述.2012.24
[3] Specialists Meeting on Coal Fired MHD Power Generation.1981.Australia
[4]倪秋芽.高性能磁流体发电机发电通道的工程问题[J].电工电能新技术.1998.03。