МГД- ҚОНДЫРҒЫЛАР ЖӘНЕ ЦИКЛДАРЫ

Transcript

1 МГД- ҚОНДЫРҒЫЛАР ЖӘНЕ ЦИКЛДАРЫ Орында ан:сарсенбаева Руфина ғ Группа:НГД-14/1

2 МГД - қондырғыларындағы жұмысшы дене ретінде, бейтарап молекулалар мен атомдарды ң, электрондарды ң, иондарды ң квазибейтарап жиынтығынан тұратын, электрөткізгіш газ-плазма болуы мүмкін. Газ ионизациялану кезінде плазмаға айналады. Егер ионизация жоғары температура есебінде болса, оны термиялы қ деп атайды. Термиялы қ ионизация кез-келген химиялы қ реакцияға ұқсас әрекет ететін массалар заңына бағынады.

3 Ашы қ циклды қондырғыларда МГД - генератор жеткілікті жоғары электрлік өткізгіш кезінде ғана тиімді жұмыс істей алады. Сонымен қатар МГД - генератордан шығар ауыздағы температура 2300К-нан төмен болмауы керек. Мұндай температуралы газдар жоғары энергетикалы қ бағалы болады және олар қолданылулары қажет. МГД-генератор сызбанұсқалары әртүрлі болуы мүмкін 1 суретте тегіс электродты МГД-генератор көрсетілген. Нақты плазмалы қ МГД-генераторлар үшін мұндай сыбанұсқа көп жағдайларда, магнит жазықтығында орналасқан өткізгіште токпен бірге пайда болатын Холл эффектісіні ң болуынан, қолайсыз болып табылады. а секциялы қ МГД генератор; в Холлды ң МГД- генераторы; б диагональды қосылыс 1 сурет. МГД генераторды қосу сызбанұсқалары.

4 МГД-генератор жағдайында бұл электрлік өрісті ң векторы канал өрісіне параллель орналасқан. Нәтижесінде каналды ң барлы қ ұзындығында Холл эффектісі пайда болады. Каналды ң үлкен ұзындығына байланысты Холл ЭҚК - і бірнеше, кейде онды қ киловольтты құрауы мүмкін. Холл эффектісіні ң болуы, элементарлы қ қарастыру кезінде жорамалданғандай, МГД-генераторындағы ток тек қана y өсіне бағытталып ақпайды, сонымен қатар х өсі бойымен де ағады. Нәтижесіндегі ток бағыты Холлды ң β параметріне тәуелді МГД-генраторды қосу сызбанұсқаларыны ң бөгеуін қолданған тиімді, олар 36 суретте көрсетілген. β аз болғанда фарадейлік МГД-генераторды қолданған дұрыс (36,а - сурет), онда э генераторды ң әрбір электрод жұбы жеке жүктемеге Н жалғанған. β- ң орташа мәнінде электродтары диоганальды (көлдене ң) жалғанған және жүктемені ң саны Н көп емес сызбанұсқаны пайдаланады (36,б сурет). Электродтарды ң мұндай көлдене ң қосылуыны ң мәні канал өсіне бірқатар бұрыш жасап бағытталған электрлік өрісті ң кернеу векторын нәтижелендіретін холлды қ және фарадейлік ЭҚК - ң болуы арқасында. Осы векторға перпендикуляр бағыт эквипотенциалды болып шығады. Осылайша а және б, а және б ж ә не т.с.с электрродтары экввипотенциалда жатады және қысқа болып тұйықталуы мүмкін.

5 МГД-генераторды ң айтарлықтай сипаттамасы генератор кірісіндегі плазма жылдамдығы және оны ң ұзындығы бойынша өзгеруі болады. Плазма жылдамдығыны ң артуы соплодағы қысым қатынасыны ң артуы арқасында жүзеге асуы мүмкін. МГД - генераторындағы статикалы қ қысымы әдетте атмосфералы қ қысымға шамалас алынады. Осы қысымды таңдау кезінде келесідей аргументтер қажет: а) диффузордан кейінгі қысым, МГД - қондырғысыны ң барлы қ газодинамикалы қ элементтері арқылы жану өнімдерін жылжытуға шамасы келетіндей болу керек. Ары кеткенде түтін құбырыны ң алдындағы түтін сорғышқа дейін болсын жылжытуға шамасы жету керек; б) МГД-генератторда статикалы қ қысымны ң кемуі плазманы ң электр өткізгіштігін арттыруға мүмкіндік береді; в) статикалы қ қысымны ң төмендеуі Холл параметірін арттырады

6

7 Тұйы қ циклды МГД -қондырғыларда жұмыс денесі ретінде инертті газдарды ң плазмасы (аргон немесе гелий) немесе сұйы қ металдар алынады. Ядролы қ реакторы бар тұйы қ циклды плазмалы қ МГД - қондырғыларда газды ң бастапқы қызуы айтарлықтай жоғары болмайды. Газдарды ң температурасы 1500 К - нен немесе К - нен аспайды. Мұндай температуралар тіпті ионизацияланып жатқан қоспаны термиялы қ иондалуын қамтамасыз ету үшін жоғарылығы жеткілікті емес. Біра қ инертті газдарды ң плазмасында тепе - теңдіксіз ионизацияны қамтамасыз етуге болады, бұл кезде иондар мен бейтарап атомдардан тұратын негізгі газ салыстырмалы төмен температураға ие болады, ал электрондарда айтарлықтай жоғары температураға ие болады.

8 Электронды температураны жоғарылатуды ң және тепе-теңдіксіз ионизациялауды алуды ң айтарлықтай экономикалы қ және тиімді тәсілдеріні ң бірі индукцияланған электрлік өрісті пайдалану есебінде электронды газды қоздыру болып табылады. Плазма арқылы токты ң ағуы кезінде басында электрондар үдейді және айтарлықтай жоғары температураға ие болады, ал осыдан кейін олар молекулалармен соғылу кезінде джоульды қ жылу түрінде энергиясын береді. Массаларындағы үлкен айырмашылыққа байланысты, атоммен немесе молекуламен әрбір серпімді соғысы кезінде, электрон энергиясыны ң тек кіші мөлшерін жоғалтады. Осы уақыт ішінде электрондарға біршама үлкен энергия жіберіледі, соны ң арқасында толы қ энергиясы өседі, демек, температура жоғарылайды. Электрон - электронды соғылыс кезінде мүмкін энергия шығыны бірінші соқтығыста - а қ шығындалады, сондықтан электрондар өз - ара тез тепе - теңдікке жетеді, нәтижесінде оларға белгілі температураны беруге болады.

9

10

11 Тепе-теңдіксіз плазма үшін электрлік өткізгіштікті, бірінші жақындатылуда, тепе-теңдік үшін қолданылатын теңдеу арқылы да анықтауға болады, біра қ бұл теңдікке электрондар конструкциясын, электронды температураға арналған Сах формуласынан анықтай отырып қою қажет. Көптеген жағдайларда тепе - теңдіксіз өткізгіштік, осыдан МГД -генераторды ң энергетикалы қ көрсеткіштері де, есептеулерден күткендей жоғары болмайды. Бұған себеп плазмадағы біртексіздігіні ң әртүрлілігі болып табылады, ал бұлар тұрақсыздыққа және электр өткізгішті ң тиімділігіні ң төмендеуіне әкеледі. Сұйы қ металды МГД - қондырғылар әлі тәжірибе зерттеулерінен шыға қоймады. Мұнда сұйы қ металды үдету қиынға түседі. Бұл мақсатқа жету үшін ұсынылған үдету құрылғылар сепарациялы қ, және инжекторлы қ, оларды ң жақсы жағдайда ПӘК-і 10% жуы қ болады.

12 МГД-генераторды ң кемшіліктері мен артықшылықтары ЖЭС - мен салыстырғанда МГД - генераторды ң негізгі артықшылығы, қазіргі кезде ПӘК - ін 10-20% өсіре отырып, өндірістік масштабта электр энергиясын өндіре алады. МГД - генераторында, жоғарыда көрсетілгендей, магнит өрісіне көлдене ң бағытталған ион газыны ң (плазма) ағынымен электрлік ток өндіріледі. Магнит өрісіндегі теріс және о ң зарядтар әртүрлі бағытқа жылжиды және әр қайсысы өз электронына бағытталады. Электродтар арасында потенциалдар айырымы пайда болады және сырқы тізбек тұйықталғанда электр тогы пайда болады. Иондарды алу үшін отын 3000 К арнайы камерада жағылады, онда ион тудыруын жеңілдету үшін оған калий және цезий тұздары қосылады. Энергияны ң үлкен үлесі жылуға айналғандықтан, онда МГД - генераторы жағдайы үшін химиялы қ энергияны ң электр энергиясына айналуы жайында айтуға келмейді. МГД -генераторында жұмыс істеген газ темпераьурасы 2000 К, Оны әдеттегі сызбанұсқа бойынша қолдана отырып, МГД - генератор қанша электр энергиясын өндірсе, турбина да сонша өндіреді. Сондықтан барлы қ қондырғыны ң салыстырмалы жоғары ПӘК - і (50-60%) екі сатылы процесті ң көмегімен жүзеге асады.

13

14

15

16 Назарларыңызға рахмет!!!