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磁流體實際應用

作者: 百度百科 來源: 百度百科 時間:2016年12月23日
  磁流體力學主要應用于三個方面:天體物理、受控熱核反應和工業。

  宇宙中恒星和星際氣體都是等離子體,而且有磁場,故磁流體力學首先在天體物理、太陽物理和地球物理中得到發展和應用。當前,關于太陽的研究課題有:太陽磁場的性質和起源,磁場對日冕、黑子、耀斑的影響。此外還有:星際空間無作用力場存在的可能性,太陽風與地球磁場相互作用產生的弓形激波,新星、超新星的爆發,地球磁場的起源,等等。

  磁流體力學在受控核反應方面的應用,有可能使人類從海水中的氘獲取巨大能源。對氘、氚混合氣來說,要求溫度達到5000萬到1億度,并對粒子密度和約束時間有較高的要求。而使用環形磁約束裝置在受控熱核反應的研究中顯出較好的適用性和優越性。

  磁流體力學除了與開發和利用核聚變能有關外,還與磁流體發電密切聯系。磁流體發電的原理是用等離子體取代發電機轉子,省去轉動部件,這樣可以把普通火力發電站或核電站的效率提高15~20%,甚至更高,既可節省能源,又能減輕污染。

  飛行器再入大氣層時,激波、空氣對飛行器的摩擦,使飛行器的表面空氣受熱而電離成為等離子體,因此利用磁場可以控制對飛行器的傳熱和阻力。但由于磁場裝置過重,這種設想尚未能實現。

  此外,電磁流量計、電磁制動、電磁軸承理論、電磁激波管等也是磁流體力學在工業應用上所取得的成就。

  磁流體發電

  磁流體發電是一種新型的高效發電方式,其定義為當帶有磁流體的等離子體橫切穿過磁場時,按電磁感應定律,由磁力線切割產生電;在磁流體流經的通道上安裝電極和外部負荷連接時,則可發電。

  為了使磁流體具有足夠的電導率,需在高溫和高速下,加上鉀、銫等堿金屬和加入微量堿金屬的惰性氣體(如氦、氬等)作為工質,以利用非平衡電離原理來提高電離度。前者直接利用燃燒氣體穿過磁場的方式叫開環磁流體發電,后者通過換熱器將工質加熱后再穿過磁場的叫閉環磁流體發電。

  磁流體發電本身的效率僅20%左右,但由于其排煙溫度很高,從磁流體排出的氣體可送往一般鍋爐繼續燃燒成蒸汽,驅動汽輪機發電,組成高效的聯合循環發電,總的熱效率可達50%~60%,是目前正在開發中的高效發電技術中最高的。同樣,它可有效地脫硫,有效地控制NOx的產生,也是一種低污染的煤氣化聯合循環發電技術。

  磁流體密封

  磁流體密封裝置是由不導磁座、軸承、磁極、永久磁鐵、導磁軸、磁流體組成,在磁場的作用下,使磁流體充滿環形空間,建立起一系列“O型密封圈”,從而達到密封的效果。
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