磁流体发电机

? 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。
?
? 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。
? 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。
?
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。
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。
?
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：
(1) q>0时，RH>0,
?
UH
?
1 nq
IB b
? UH ? 0
(2) q<0时，RH<0,
? UH ? 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
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
?
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
磁流体发电机
一、磁流体发电机的原理 二、磁流体发电机的结构 三、磁流体发电机的特点 四、磁流体发电机的应用及
前景
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
?
RH
IB b
a
B
A?
b
RH--- 霍耳系数
q<0
? f洛
?
?
q
v???
? B
?
?
Z
y
? B
A
f洛 ?
EH
fe ? ? q EH
I
fe ? E H ? v?B F合 ? 0 a
? UH a
U H ? a v?B
? E
?I
HB
+++++
A?
总结
?
?? ?
f洛
?
+++ +++f+e
I
x
b
? I ? nqv?ab
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。
? 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 Leabharlann Baidu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
? 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
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