电磁学小论文..docx

磁流体发电P赵志军 地空学院导师：秦敢时间：2016 05 08摘要：等离子体 霍尔效应 发电 性能 困境公式推导 改进 其他用途引言：磁流体发电技术是当今的一个热门的新型发电技术，它有别于传统的火力发电，发电效率更高，污染更少，是比核能更安全的一种高能效技术，发展和使用它，可以延长不可再生资源的使用年限。而依然有许多人，还不太了解这些方面的知识，那么，磁流体发电技术的工作原理及其构件究竟是什么呢？本文主要探讨其原理，发展，构件等问题，以此来介绍磁流体发电机，并展开对它性能的研究讨论。 鉴于大多数国家依然依赖火力发电，而火力发电会带来种种不利之处，环境的污染，资源的浪费，处于转型期的发电技术，再核能发电为完全成熟之际，寻找一种简单有效的发电技术，也迫在眉睫，至关重要。磁流体发电技术则在此应用而生，它的简单机理，较为高效的发电能力，对环境的低污染性，都将促使它成为火力发电到核能发电过渡期的一个不可或缺的链条。认识并改进完善发展它，对于现今来说，是一项有前途有价值的任务。现从其构件，由来，性能，困境，以及理论等几个方面展开详细介绍。使我们在整体上了解什么是磁流体发电技术，以及磁流体发电的机遇和尚需改进的地方。为我们进一步的创新做一步准备。鉴于发电通道是磁流体发电最为重要的组成部分，我们对此做出一个详细的介绍，了解一下为什么磁流体发电机的通道会设置成那样的现状构造，这主要与发电机所能产生的最大功率有关，一构件磁流体发电机中运行的是温度在三四千度下的导电气体流体，为加强导电性，还加入了钾，铯等金属离子，这些离子，被称为种子。其主要配件有1.磁轭 2.永磁铁或电磁体 3.气管4.气体喷嘴电极 5.电极 6.磁极 7.磁极绝缘层 8.通道电极绝缘层 9.分段电极法拉第通道电极等组成，它是将热能直接转化为电能的一种发电方式，和普通发电相比，减少了转换为机械能的阶段，但是，同普通发电机一样，都是利用电磁感应获得电能。磁流体发电机利用高温导电流体高速通过磁场，在电磁感应作用下，把热能转化为电能。导电流体的高温可以从矿物燃料燃烧时的化学能或者核反应堆里的核能转化而来。在工作上，以霍尔元件为主要理论。在高温下，物质的电子脱离原子核，成为等离子体，当这些粒子垂直穿过磁场时，正负离子发生分离，分别聚集在两个相互平行的极板上，产生电场负离子放电，电子通过导线到正极，产生电流。霍尔效应在外界磁场的作用下，载流导体除了受到安培力之外，还会在电流外磁场垂直的方向上出现电荷分离而产生电势差或者电场，这种效应就是霍尔效应。等离子体等离子体由离子、电子以及未电离的中性粒子的集合组成，整体呈中性的物质状态。它广泛存在于宇宙中，常被视为是物质的第四态，也被 “超气态”，或者“电浆体”。等离子体可分为两种：高温和低温等离子体。其温度分别用电子温度和离子温度表示，两者相等称为高温等离子体；不相等则称低温等离子体。低温等离子体广泛运用于多种领域，具有很高的电导率，与电磁场存在极强的耦合作用。在等离子体中，带电粒子之间的库仑力是长程力，库仑力的作用效果远远超过带电粒子可能发生的局部短程碰撞效果，等离子体中的带电粒子运动时，能引起正电荷或负电荷局部集中，产生电场；电荷定向运动引起电流，磁场二由来　1832年法拉第提出有关磁流体力学问题。他根据海水切割地球磁场产生电动势的想法，测量泰晤士河两岸间的电位差，希望测出流速，但因河水电阻大、地球磁场弱和测量技术差，未达到目的。1937年哈特曼根据法拉第的想法，对水银在磁场中的流动进行了定量实验，并成功地提出粘性不可压缩磁流体力学流动的理论计算方法。　1940～1948年阿尔文提出带电单粒子在磁场中运动轨道的“引导中心”理论、磁冻结定理、磁流体动力学波和太阳黑子理论，1949年他在《宇宙动力学》一书中集中讨论了他的主要工作，推动了磁流体力学的发展。1950年伦德奎斯特首次探讨了利用磁场来保存等离子体的所谓磁约束问题，即磁流体静力学问题。 1882年世界第一座较正规的发电厂建成，容量671.5 kW，到1996年末全世界电力装机容量2.773 TW，发电量达11 601 TW h；我国1882年在上海建成第一个12 kW发电厂，到1998年装机容量277 GW，发电量1167 TW h。一个世纪以来，电力得到如此迅速的发展，是由于它在使用上的高效、清洁和方便，电不但给家庭带来光明、舒适，更是一个国家现代化、工业化的标志之一。当前的研究工作主要集中于燃烧矿物燃料的开式循环磁流体发电。苏联、美国、日本和中国等国都建立了一系列磁流体发电装置。它由天然气作燃料的开式循环磁流体发电装置和汽轮发电机联合组成。日本一座场强为5万高斯（即5特斯拉）超导磁场的磁流体发电装置已投入运转。我国于上世纪60年代初期开始研究磁流体发