مولد مغناطيسي هيدروديناميكي

مولد المغناطيسية الهيدروديناميكية ( مولد MHD ) هو محول مغناطيسي هيدروديناميكي يحول الطاقة الحرارية والطاقة الحركية مباشرةً إلى كهرباء . يعتمد مولد MHD، كالمولد التقليدي، على تحريك موصل عبر مجال مغناطيسي لتوليد التيار الكهربائي. يستخدم مولد MHD غازًا متأينًا ساخنًا موصلًا ( بلازما ) كموصل متحرك. في المقابل، يستخدم الدينامو الميكانيكي حركة الأجهزة الميكانيكية لتحقيق ذلك.

تختلف مولدات MHD عن المولدات الكهربائية التقليدية في أنها تعمل بدون أجزاء متحركة (مثل التوربينات)، لذا لا يوجد حد أقصى لدرجة الحرارة التي يمكنها العمل عندها. وتتميز بأعلى كفاءة ديناميكية حرارية نظرية معروفة بين جميع طرق توليد الكهرباء. وقد طُوّرت تقنية MHD لاستخدامها في محطات الطاقة ذات الدورة المركبة لزيادة كفاءة توليد الكهرباء ، خاصةً عند حرق الفحم أو الغاز الطبيعي . ويمكن استخدام غاز العادم الساخن الناتج عن مولد MHD لتسخين غلايات محطة توليد الطاقة البخارية ، مما يزيد من الكفاءة الإجمالية.

تم تطوير مولدات MHD العملية للوقود الأحفوري ، ولكن تم تجاوزها بواسطة دورات مركبة أقل تكلفة حيث يقوم عادم التوربين الغازي أو خلية وقود الكربونات المنصهرة بتسخين البخار لتشغيل توربين بخاري .

تُعد مولدات الدينامو المغناطيسية المائية مكملاً لمسرعات الدينامو المغناطيسية المائية ، والتي تم تطبيقها لضخ المعادن السائلة ومياه البحر والبلازما.

تعتبر الديناموهات المغناطيسية المائية الطبيعية مجالًا نشطًا للبحث في فيزياء البلازما ، وهي ذات أهمية كبيرة لمجتمعات الجيوفيزياء والفيزياء الفلكية نظرًا لأن المجالات المغناطيسية للأرض والشمس تنتجها هذه الديناموهات الطبيعية.

خلفية

في محطات الطاقة الحرارية التقليدية، مثل محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم أو محطات الطاقة النووية ، تُمتص الطاقة الناتجة عن التفاعلات الكيميائية أو النووية في سائل عامل ، عادةً ما يكون الماء. ففي محطة الفحم، على سبيل المثال، يحترق الفحم في غرفة مفتوحة محاطة بأنابيب تحمل الماء. يمتص الماء حرارة الاحتراق، فيتبخر ويتحول إلى بخار. ثم يُرسل البخار إلى توربين بخاري يستخلص الطاقة منه بتحويله إلى حركة دورانية. يتباطأ البخار ويبرد أثناء مروره عبر التوربين، ثم تُدير الحركة الدورانية مولدًا كهربائيًا . ^{[ 1 ]}

تعتمد كفاءة هذه الدورة الكلية، المعروفة بدورة رانكين ، على فرق درجة الحرارة بين مدخل المرجل ومخرج التوربين. وتعتمد درجة الحرارة القصوى عند التوربين على مصدر الطاقة، بينما تعتمد درجة الحرارة الدنيا عند المدخل على قدرة البيئة المحيطة على امتصاص الحرارة المهدرة . ولأسباب عملية عديدة، تستخلص محطات الفحم عادةً حوالي 35% من الطاقة الحرارية من الفحم، بينما يُهدر الباقي في نظام التبريد أو يتسرب عبر مصادر أخرى. ^{[ 2 ]}

تستطيع مولدات الطاقة المغناطيسية الهيدروديناميكية استخلاص طاقة أكبر من مصدر الوقود مقارنةً بأنظمة التوربينات والمولدات. ويتحقق ذلك بتجاوز مرحلة نقل الحرارة إلى سائل عامل آخر، حيث تستخدم غاز العادم الساخن مباشرةً كسائل عامل. في محطات توليد الطاقة بالفحم، يُوجَّه العادم عبر فوهة تزيد من سرعته، وهي أشبه بفوهة صاروخية ، ثم يُوجَّه عبر نظام مغناطيسي يُولِّد الكهرباء مباشرةً. في المولدات التقليدية، تتحرك مغناطيسات دوارة أمام مادة مليئة بإلكترونات شبه حرة، عادةً ما تكون أسلاك نحاسية (أو العكس حسب التصميم). أما في نظام الطاقة المغناطيسية الهيدروديناميكية، فتتحرك الإلكترونات الموجودة في غاز العادم أمام مغناطيس ثابت. والنتيجة النهائية واحدة، حيث يتباطأ السائل العامل ويبرد مع انتقال طاقته الحركية إلى الإلكترونات، وبالتالي يتحول إلى طاقة كهربائية. ^{[ 3 ]}

لا يُمكن استخدام تقنية الديناميكا المغناطيسية المائية (MHD) إلا مع مصادر الطاقة التي تُنتج كميات كبيرة من البلازما سريعة الحركة ، مثل الغاز الناتج عن احتراق الفحم. وهذا يعني أنها غير مناسبة للأنظمة التي تعمل في درجات حرارة منخفضة أو لا تُنتج غازًا متأينًا، مثل أبراج الطاقة الشمسية أو المفاعلات النووية . في بدايات تطوير الطاقة النووية ، كان أحد التصاميم البديلة هو مفاعل الانشطار الغازي ، الذي كان يُنتج البلازما، مما أدى إلى بعض الاهتمام بتقنية الديناميكا المغناطيسية المائية لهذا الغرض. إلا أن هذا النوع من المفاعلات لم يُبنَ قط، وتضاءل اهتمام الصناعة النووية به. وقد ارتبطت الغالبية العظمى من الأبحاث المتعلقة بتقنية الديناميكا المغناطيسية المائية لتوليد الكهرباء بمحطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم.

مبدأ

يصف قانون قوة لورنتز تأثيرات جسيم مشحون يتحرك في مجال مغناطيسي ثابت. ويُعطى أبسط شكل لهذا القانون بالمعادلة المتجهة. $\mathbf {F} =Q\left(\mathbf {v} \times \mathbf {B} \right)$

أين

$F$ هي القوة المؤثرة على الجسيم.
$Q$ هي شحنة الجسيم،
$v$ هي سرعة الجسيم، و
$B$ هو المجال المغناطيسي.

المتجه $F$ عمودي على كل من $v$ و $B$ وفقًا لقاعدة اليد اليمنى .

توليد الطاقة

عادةً، لكي تقترب محطة توليد طاقة كبيرة من كفاءة التشغيل التي تُحاكيها النماذج الحاسوبية ، يجب اتخاذ خطوات لزيادة الموصلية الكهربائية للمادة الموصلة. ويمكن تحقيق ذلك بتسخين الغاز إلى حالته البلازمية، أو بإضافة مواد أخرى سهلة التأين مثل أملاح المعادن القلوية. عمليًا، يجب مراعاة عدد من الجوانب عند تصميم مولد مغناطيسي هيدروديناميكي ، منها كفاءة المولد، والجدوى الاقتصادية، والمنتجات الثانوية السامة. وتتأثر هذه الجوانب باختيار أحد تصاميم المولدات المغناطيسية الهيدروديناميكية الثلاثة: مولد فاراداي، ومولد هول، ومولد القرص.

مولد فاراداي

سُمي مولد فاراداي نسبة إلى تجارب مايكل فاراداي على تحريك الجسيمات المشحونة في نهر التايمز.

يتكون مولد فاراداي البسيط من أنبوب على شكل إسفين مصنوع من مادة غير موصلة . عندما يتدفق سائل موصل للكهرباء عبر الأنبوب، في وجود مجال مغناطيسي عمودي قوي، يتولد جهد كهربائي في السائل. ويمكن تحويل هذا الجهد إلى طاقة كهربائية بوضع أقطاب كهربائية على جانبي الأنبوب بزاوية 90 درجة مع المجال المغناطيسي.

توجد قيود على كثافة ونوع المجال المستخدم في هذا المثال. تتناسب كمية الطاقة المستخرجة طرديًا مع مساحة المقطع العرضي للأنبوب وسرعة التدفق الموصل. كما تُبرَّد المادة الموصلة وتُبطأ سرعتها بهذه العملية. عادةً ما تُخفِّض مولدات MHD درجة حرارة المادة الموصلة من درجات حرارة البلازما إلى ما يزيد قليلاً عن 1000 درجة مئوية.

تتمثل المشكلة العملية الرئيسية لمولد فاراداي في احتمال حدوث قصر كهربائي عبر الأقطاب الكهربائية على جانبي القناة نتيجةً لفروق الجهد والتيارات في السائل. كما قد يتعرض المولد لفقدان الطاقة بسبب تيار تأثير هول ، مما يقلل من كفاءة قناة فاراداي. وقد سعت معظم التحسينات اللاحقة لمولدات الديناميكا المغناطيسية المائية إلى حل هذه المشكلة. يتخذ المجال المغناطيسي الأمثل في مولدات الديناميكا المغناطيسية المائية ذات الشكل الأنبوبي شكلًا يشبه السرج. وللحصول على هذا المجال، يتطلب المولد الكبير مغناطيسًا فائق القوة. وقد حاولت العديد من فرق البحث تكييف المغناطيسات فائقة التوصيل لهذا الغرض، بنجاح متفاوت.

مولد هول

يتمثل الحل التقليدي في استخدام تأثير هول لتوليد تيار يتدفق مع السائل. يتضمن هذا التصميم مصفوفات من الأقطاب الكهربائية القصيرة والمجزأة على جانبي القناة. يغذي القطبان الأول والأخير في القناة الحمل. ويتصل كل قطب كهربائي آخر بقطب كهربائي على الجانب المقابل من القناة. تُحدث هذه التوصيلات القصيرة لتيار فاراداي مجالًا مغناطيسيًا قويًا داخل السائل، ولكنه على شكل وتر دائري متعامد مع تيار فاراداي. هذا المجال الثانوي المُستحث يجعل التيار يتدفق على شكل قوس قزح بين القطبين الأول والأخير.

الخسائر أقل مما هي عليه في مولد فاراداي، والجهود أعلى لأن هناك قصرًا أقل في التيار المستحث النهائي.

مع ذلك، يعاني هذا التصميم من مشاكل، إذ تتطلب سرعة تدفق المادة إزاحة الأقطاب الكهربائية الوسطى لالتقاط تيارات فاراداي. ومع تغير الحمل، تتغير سرعة تدفق السائل، مما يؤدي إلى عدم توافق تيار فاراداي مع الأقطاب الكهربائية المخصصة له، ويجعل كفاءة المولد حساسة للغاية للحمل.

مولد الأقراص

رسم تخطيطي لمولد مغناطيسي هيدروديناميكي قرصي يوضح تدفقات التيار

التصميم الثالث، والأكثر كفاءة حاليًا، هو مولد القرص ذو تأثير هول. يحمل هذا التصميم حاليًا أرقامًا قياسية في الكفاءة وكثافة الطاقة لتوليد الطاقة المغناطيسية المائية. يتكون مولد القرص من سائل يتدفق بين مركز قرص وقناة ملفوفة حول حافته (القنوات غير موضحة). يُولّد مجال الإثارة المغناطيسية بواسطة زوج من ملفات هيلمهولتز الدائرية أعلى القرص وأسفله (الملفات غير موضحة).

تتدفق تيارات فاراداي في دائرة قصر مثالية حول محيط القرص.

تتدفق تيارات تأثير هول بين الأقطاب الحلقية القريبة من القناة المركزية والأقطاب الحلقية القريبة من القناة المحيطية.

أدى تدفق الغاز المسطح والواسع إلى تقليل المسافة، وبالتالي تقليل مقاومة السائل المتحرك. وهذا يزيد من الكفاءة.

من المزايا الهامة الأخرى لهذا التصميم كفاءة المغناطيس العالية. أولًا، يُولّد المغناطيس خطوط مجال متوازية بسيطة. ثانيًا، نظرًا لمعالجة السائل في قرص، يُمكن تقريب المغناطيس من السائل، وفي هذا التصميم، تزداد شدة المجال المغناطيسي مع القوة السابعة للمسافة. أخيرًا، يتميز المولد بصغر حجمه، مما يجعل المغناطيس أصغر حجمًا ويستهلك نسبة أقل بكثير من الطاقة المُولّدة.

كفاءة المولد

تزداد كفاءة تحويل الطاقة المباشر في توليد الطاقة المغناطيسية المائية (MHD) مع شدة المجال المغناطيسي وموصلية البلازما ، التي تعتمد بدورها على درجة حرارة البلازما ، وتحديدًا على درجة حرارة الإلكترونات. ولأن البلازما شديدة السخونة لا يمكن استخدامها إلا في مولدات MHD النبضية (باستخدام أنابيب الصدمة على سبيل المثال ) نظرًا للتآكل الحراري السريع للمواد، فقد تم التفكير في استخدام بلازما غير حرارية كسوائل عاملة في مولدات MHD المستقرة، حيث يتم تسخين الإلكترونات الحرة فقط بدرجة حرارة عالية (10000-20000 كلفن ) بينما يبقى الغاز الرئيسي (الذرات والأيونات المتعادلة) عند درجة حرارة أقل بكثير، عادةً 2500 كلفن. كان الهدف هو الحفاظ على مواد المولد (الجدران والأقطاب الكهربائية) مع تحسين الموصلية المحدودة لهذه الموصلات الضعيفة إلى نفس مستوى البلازما في حالة التوازن الديناميكي الحراري ؛ أي عند تسخينها بالكامل إلى أكثر من 10000 كلفن، وهي درجة حرارة لا تتحملها أي مادة. ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}^{[ 7 ]}

اكتشف يفغيني فيليخوف نظريًا عام 1962 وتجريبيًا عام 1963 أن عدم استقرار التأين، الذي سُمي لاحقًا بعدم استقرار فيليخوف أو عدم الاستقرار الكهروحراري ، ينشأ بسرعة في أي محول مغناطيسي هيدروديناميكي يستخدم بلازما غير حرارية ممغنطة مع إلكترونات ساخنة، عند بلوغ قيمة حرجة لمعامل هول ، وذلك تبعًا لدرجة التأين والمجال المغناطيسي. ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}^{[ 10 ]} يُؤدي هذا عدم الاستقرار إلى تدهور كبير في أداء مولدات المغناطيسية الهيدروديناميكية غير المتوازنة. وقد أدت آفاق هذه التقنية، التي تنبأت في البداية بكفاءات عالية، إلى شلّ برامج المغناطيسية الهيدروديناميكية في جميع أنحاء العالم، لعدم وجود حل للتخفيف من عدم الاستقرار في ذلك الوقت. ^{[ 11 ]}^{[ 12 ]}^{[ 13 ]}^{[ 14 ]}

بدون تطبيق حلول للتغلب على عدم الاستقرار الكهروحراري، كان على مولدات MHD العملية أن تحد من معامل هول أو تستخدم بلازما حرارية مسخنة بشكل معتدل بدلاً من البلازما الباردة ذات الإلكترونات الساخنة، مما يقلل الكفاءة بشكل كبير.

حتى عام 1994، كان معهد طوكيو التقني يحمل الرقم القياسي لكفاءة مولدات MHD القرصية ذات الدورة المغلقة، والتي بلغت 22%. ووصلت ذروة استخلاص المحتوى الحراري في هذه التجارب إلى 30.2%. أما مولدات MHD الفحمية النموذجية ذات الدورة المفتوحة من نوع هول والقناة، فتكون كفاءتها أقل، حيث تقارب 17%. هذه الكفاءات المنخفضة تجعل تقنية MHD غير جذابة، بحد ذاتها، لتوليد الطاقة الكهربائية، إذ يمكن لمحطات توليد الطاقة التقليدية التي تعمل بدورة رانكين أن تصل كفاءتها إلى 40%.

مع ذلك، فإن عادم مولد الطاقة الكهرومغناطيسية الهيدروديناميكية الذي يحرق الوقود الأحفوري يكاد يكون بنفس حرارة اللهب. ومن خلال توجيه غازات العادم إلى مبادل حراري لدورة برايتون التوربينية أو دورة رانكين لمولد البخار، تستطيع الطاقة الكهرومغناطيسية الهيدروديناميكية تحويل الوقود الأحفوري إلى كهرباء بكفاءة إجمالية تُقدر بنحو 60%، مقارنةً بنسبة 40% لمحطة توليد الطاقة بالفحم التقليدية.

قد يكون مولد المغناطيسية الهيدروديناميكية أيضًا المرحلة الأولى من مفاعل ذي قلب غازي . ^{[ 15 ]}

مشاكل المواد والتصميم

تواجه مولدات MHD مشاكل تتعلق بالمواد المستخدمة في كل من الجدران والأقطاب الكهربائية. يجب ألا تنصهر المواد أو تتآكل عند درجات حرارة عالية جدًا. ولهذا الغرض، طُوّرت أنواع خاصة من السيراميك، تم اختيارها لتكون متوافقة مع الوقود وبذور التأين. وتساهم هذه المواد الخاصة وطرق التصنيع المعقدة في ارتفاع تكلفة مولدات MHD.

تعمل المواد المغناطيسية الهيدروديناميكية بشكل أفضل مع المجالات المغناطيسية الأقوى. وقد كانت أنجح المغناطيسات فائقة التوصيل وقريبة جدًا من القناة. تمثلت إحدى الصعوبات الرئيسية في تبريد هذه المغناطيسات مع عزلها عن القناة. وتزداد المشكلة تعقيدًا لأن المغناطيسات تعمل بشكل أفضل عندما تكون أقرب إلى القناة. كما توجد مخاطر تلف السيراميك الساخن والهش نتيجة التصدع الحراري التفاضلي: فالمغناطيسات عادةً ما تكون قريبة من الصفر المطلق، بينما تصل درجة حرارة القناة إلى عدة آلاف من الدرجات.

في أنظمة التبريد المغناطيسي الهيدروديناميكي، استُخدم كلٌ من أكسيد الألومنيوم (Al₂O₃ ₎ وبيروكسيد المغنيسيوم (MgO₂ _{) في عزل الجدران. يتحلل بيروكسيد المغنيسيوم عند}_تعرضه للرطوبة، بينما يتميز أكسيد الألومنيوم بمقاومته للماء وإمكانية تصنيعه ليكون شديد المتانة، لذا يُستخدم عمليًا في معظم أنظمة التبريد المغناطيسي الهيدروديناميكي.

بالنسبة لأقطاب المولدات الكهرومغناطيسية النظيفة (أي حرق الغاز الطبيعي)، كانت إحدى المواد الجيدة عبارة عن مزيج من 80٪ CeO2 و ¹⁸_٪ ZrO2 _و 2٪ _Ta2O5_.^[¹⁶ ]

تتميز المولدات الكهرومغناطيسية التي تعمل بالفحم ببيئات شديدة التآكل بسبب الخبث. يحمي الخبث مواد المولدات الكهرومغناطيسية ويؤدي في الوقت نفسه إلى تآكلها. وعلى وجه الخصوص، يؤدي انتقال الأكسجين عبر الخبث إلى تسريع تآكل المصاعد المعدنية. ومع ذلك، فقد تم الإبلاغ عن نتائج جيدة جدًا باستخدام أقطاب كهربائية من الفولاذ المقاوم للصدأ عند 900 كلفن. [17] يُعد السيراميك الإسبينيل، FeAl₂O₄-Fe₃O₄ ^{، خيارًا آخر} ، وربما أفضل _. وقد ذُكر _أن_{الإسبينيل يتمتع بموصلية إلكترونية، وغياب طبقة تفاعل مقاومة}_، ولكن مع انتشار محدود للحديد في الألومينا. ويمكن التحكم في انتشار الحديد باستخدام طبقة رقيقة من الألومينا عالية الكثافة، والتبريد بالماء في كل من الأقطاب الكهربائية وعوازل الألومينا. ^[¹⁸^]

يُعدّ تركيب الأقطاب الكهربائية ذات درجة الحرارة العالية على قضبان التوصيل النحاسية التقليدية أمراً صعباً أيضاً. وتتمثل الطرق المعتادة في إنشاء طبقة تخميل كيميائية، وتبريد قضيب التوصيل بالماء. ^{[ 16 ]}

الاقتصاد

لم تُستخدم مولدات MHD في تحويل الطاقة على نطاق واسع نظرًا لوجود تقنيات أخرى ذات كفاءة مماثلة وتكلفة استثمارية أقل على مدار دورة حياتها. وقد حققت التطورات في توربينات الغاز الطبيعي كفاءات حرارية مماثلة بتكاليف أقل، وذلك من خلال استخدام عادم التوربين لتشغيل محطة بخارية تعمل بدورة رانكين. وللحصول على المزيد من الكهرباء من الفحم، يُعدّ إضافة المزيد من قدرة توليد البخار منخفض الحرارة خيارًا أقل تكلفة.

يُعد مولد الطاقة المغناطيسية الهيدروديناميكية الذي يعمل بالفحم نوعًا من دورات برايتون للطاقة ، وهو مشابه لدورة الطاقة في التوربينات الاحتراقية. إلا أنه، على عكس التوربينات الاحتراقية، لا يحتوي على أجزاء ميكانيكية متحركة؛ إذ توفر البلازما الموصلة للكهرباء الموصل الكهربائي المتحرك. وتتحمل الجدران الجانبية والأقطاب الكهربائية الضغط الداخلي فقط، بينما يقوم موصلا الأنود والكاثود بتجميع الكهرباء المتولدة. جميع دورات برايتون هي محركات حرارية. كما تتمتع دورات برايتون المثالية بكفاءة مثالية تساوي كفاءة دورة كارنو المثالية . ومن هنا، تكمن إمكانية الحصول على كفاءة طاقة عالية من مولد الطاقة المغناطيسية الهيدروديناميكية. وتزداد إمكانية كفاءة جميع دورات برايتون كلما ارتفعت درجة حرارة الاحتراق. في حين أن التوربينات الاحتراقية محدودة في درجة حرارتها القصوى بقوة شفراتها الدوارة المبردة بالهواء/الماء أو البخار، لا توجد أجزاء دوارة في مولد الطاقة المغناطيسية الهيدروديناميكية ذي الدورة المفتوحة. هذا الحد الأعلى لدرجة الحرارة يحد من كفاءة الطاقة في التوربينات الاحتراقية. إن الحد الأعلى لدرجة حرارة دورة برايتون لمولد MHD غير محدود، لذلك فإن مولد MHD بطبيعته يتمتع بقدرة أعلى على كفاءة الطاقة.

تُحدَّد درجات الحرارة التي يمكن أن تعمل عندها مولدات MHD الخطية التي تعمل بالفحم بعوامل تشمل: (أ) درجة حرارة وقود الاحتراق والمؤكسد ودرجة حرارة التسخين المسبق للمؤكسد، والتي تحد من درجة الحرارة القصوى للدورة؛ (ب) القدرة على حماية الجدران الجانبية والأقطاب الكهربائية من الانصهار؛ (ج) القدرة على حماية الأقطاب الكهربائية من التآكل الكهروكيميائي الناتج عن الخبث الساخن الذي يغطي الجدران، بالإضافة إلى التيار العالي أو الأقواس الكهربائية التي تصطدم بالأقطاب أثناء نقلها للتيار المستمر من البلازما؛ (د) قدرة العوازل الكهربائية بين كل قطب كهربائي. من المرجح أن توفر محطات MHD التي تعمل بالفحم مع تسخين مسبق بالأكسجين/الهواء والمؤكسد بدرجة حرارة عالية بلازما مُطعَّمة بالبوتاسيوم عند حوالي 4200 درجة فهرنهايت، وضغط 10 ضغط جوي، وتبدأ بالتمدد عند سرعة ماخ 1.2. ستستعيد هذه المحطات حرارة عادم MHD لتسخين المؤكسد مسبقًا، ولتوليد البخار في الدورة المركبة. مع افتراضات جريئة، أظهرت إحدى دراسات الجدوى الممولة من وزارة الطاقة الأمريكية حول المكان الذي يمكن أن تصل إليه التكنولوجيا، ^{[ 19 ]} أن محطة دورة MHD كبيرة تعمل بالفحم يمكن أن تحقق كفاءة طاقة HHV تقارب 60 بالمائة - وهو ما يتجاوز بكثير التقنيات الأخرى التي تعمل بالفحم، وبالتالي فإن إمكانية انخفاض تكاليف التشغيل موجودة.

مع ذلك، لم تُجرَ أي اختبارات في تلك الظروف القاسية أو بهذا الحجم، ولا توجد مولدات مغناطيسية هيدروديناميكية كبيرة قيد الاختبار حاليًا. ببساطة، لا يوجد سجل موثوقية كافٍ لتوفير الثقة في تصميم تجاري يعمل بالفحم بتقنية المغناطيسية الهيدروديناميكية.

أُجريت اختبارات مولد الطاقة المغناطيسية الهيدروديناميكية U25B في روسيا باستخدام الغاز الطبيعي كوقود، حيث استُخدم مغناطيس فائق التوصيل، وبلغت قدرته الإنتاجية 1.4 ميغاواط. وفي عام 1992، أنتجت سلسلة من الاختبارات لمولد طاقة مغناطيسية هيدروديناميكية يعمل بالفحم، بتمويل من وزارة الطاقة الأمريكية، طاقة مغناطيسية هيدروديناميكية من مغناطيس فائق التوصيل أكبر حجماً في منشأة تطوير وتكامل المكونات (CDIF) في بوت ، مونتانا . لم تُجرَ أي من هذه الاختبارات لفترات كافية للتحقق من جدوى هذه التقنية تجارياً، كما لم تكن أي من منشأتي الاختبار بحجم كافٍ لإنتاج وحدة تجارية.

تُستخدم المغناطيسات فائقة التوصيل في مولدات الديناميكا المغناطيسية المائية الكبيرة للتخلص من أحد أكبر مصادر الفقد الطفيلي: الطاقة اللازمة لتشغيل المغناطيس الكهربائي. لا تستهلك هذه المغناطيسات، بعد شحنها، أي طاقة، ويمكنها توليد مجالات مغناطيسية شديدة تصل إلى 4 تسلا أو أكثر. يقتصر الحمل الطفيلي الوحيد لهذه المغناطيسات على الحفاظ على التبريد، وتعويض الفقد الطفيف في الوصلات غير فوق الحرجة.

نظراً لارتفاع درجات الحرارة، يجب أن تُصنع الجدران غير الموصلة للقناة من مادة شديدة المقاومة للحرارة، مثل أكسيد الإيتريوم أو ثاني أكسيد الزركونيوم ، لإبطاء عملية الأكسدة. وبالمثل، يجب أن تكون الأقطاب الكهربائية موصلة ومقاومة للحرارة في درجات الحرارة العالية. وقد تم اختبار مولد AVCO المغناطيسي الهيدروديناميكي الذي يعمل بالفحم في مركز CDIF باستخدام أقطاب نحاسية مبردة بالماء ومغطاة بالبلاتين والتنغستن والفولاذ المقاوم للصدأ والسيراميك الموصل للكهرباء.

منتجات ثانوية سامة

تُقلل تقنية MHD من إجمالي إنتاج نفايات الوقود الأحفوري لأنها تزيد من كفاءة المحطة. في محطات الفحم بتقنية MHD، تُعيد عملية "Econoseed" التجارية الحاصلة على براءة اختراع، والتي طورتها الولايات المتحدة (انظر أدناه)، تدوير بذور تأين البوتاسيوم من الرماد المتطاير الذي يجمعه جهاز تنقية غازات المدخنة. مع ذلك، تُشكل هذه المعدات تكلفة إضافية. إذا كان المعدن المنصهر هو سائل المحرك في مولد MHD، فيجب توخي الحذر عند تبريد المكونات الكهرومغناطيسية والقناة. تتفاعل المعادن القلوية الشائعة الاستخدام كسوائل MHD بشدة مع الماء. كما أن النواتج الكيميائية الثانوية للمعادن القلوية المسخنة والمكهربة وسيراميك القناة قد تكون سامة ومستمرة في البيئة.

تاريخ

مُوِّل أول بحث عملي في مجال الطاقة الكهرومغناطيسية المائية عام 1938 في الولايات المتحدة الأمريكية من قِبَل شركة وستنجهاوس في مختبراتها بمدينة بيتسبرغ، بنسلفانيا ، برئاسة العالم المجري بيلا كارلوفيتز . وكانت أول براءة اختراع في هذا المجال من نصيب كارلوفيتز، وهي براءة الاختراع الأمريكية رقم 2,210,918 بعنوان "عملية تحويل الطاقة"، بتاريخ 13 أغسطس 1940. وقد أدت الحرب العالمية الثانية إلى توقف التطوير.

في عام 1962، عُقد المؤتمر الدولي الأول حول الطاقة الكهرومغناطيسية المائية في نيوكاسل أبون تاين بالمملكة المتحدة، برئاسة الدكتور برايان سي. ليندلي من شركة الأبحاث والتطوير الدولية المحدودة. وشكّلت المجموعة لجنة توجيهية لتنظيم مؤتمرات أخرى ونشر الأفكار. وفي عام 1964، عقدت المجموعة مؤتمراً ثانياً في باريس بفرنسا، بالتشاور مع الوكالة الأوروبية للطاقة النووية .

نظراً لمحدودية العضوية في وكالة الطاقة الجديدة والحديثة (ENEA) ، أقنعت المجموعة الوكالة الدولية للطاقة الذرية برعاية مؤتمر ثالث في سالزبورغ، النمسا، في يوليو 1966. أدت المفاوضات في هذا الاجتماع إلى تحويل اللجنة التوجيهية إلى مجموعة تقارير دورية، هي مجموعة الاتصال الدولية للديناميكا المغناطيسية المائية (ILG-MHD)، تحت إشراف وكالة الطاقة الجديدة والحديثة، ثم لاحقاً في عام 1967، تحت إشراف الوكالة الدولية للطاقة الذرية أيضاً. وأثبتت أبحاث لاحقة أجراها ر. روزا في ستينيات القرن الماضي جدوى الديناميكا المغناطيسية المائية لأنظمة الوقود الأحفوري.

في ستينيات القرن العشرين، بدأت شركة AVCO Everett لأبحاث الطيران سلسلة من التجارب، تُوّجت بمولد Mk. V عام 1965. وقد ولّد هذا المولد 35 ميغاواط، لكنه استهلك حوالي 8 ميغاواط لتشغيل مغناطيسه. وفي عام 1966، عقد معهد ILG-MHD أول اجتماع رسمي له في باريس، فرنسا. وبدأ المعهد بإصدار تقرير دوري عن حالة المشروع عام 1967. واستمر هذا النمط، بهذا الشكل المؤسسي، حتى عام 1976. ومع اقتراب نهاية الستينيات، تراجع الاهتمام بتقنية MHD نظرًا لتزايد انتشار الطاقة النووية.

في أواخر سبعينيات القرن العشرين، ومع تراجع الاهتمام بالطاقة النووية، ازداد الاهتمام بتقنية الموائع المغناطيسية الهيدروديناميكية (MHD). وفي عام ١٩٧٥، اقتنعت اليونسكو بأن تقنية الموائع المغناطيسية الهيدروديناميكية قد تكون وسيلة فعالة لاستغلال احتياطيات الفحم العالمية، وفي عام ١٩٧٦، رعت مشروع ILG-MHD. وفي العام نفسه، اتضح أنه لن يستخدم أي مفاعل نووي تقنية الموائع المغناطيسية الهيدروديناميكية خلال السنوات الخمس والعشرين التالية، فسحبت الوكالة الدولية للطاقة الذرية ووكالة الطاقة الذرية الفرنسية (ENEA ) (وهما وكالتان نوويتان) دعمهما لمشروع ILG-MHD، لتصبح اليونسكو الراعي الرئيسي له.

تطور يوغوسلافيا السابقة

قام المهندسون في المعهد اليوغوسلافي السابق للتكنولوجيا الحرارية والنووية (ITEN)، شركة Energoinvest، سراييفو، ببناء أول مولد طاقة تجريبي مغناطيسي هيدروديناميكي وحصلوا على براءة اختراعه في عام 1989. ^{[ 20 ]}^{[ 21 ]}

التنمية الأمريكية

في ثمانينيات القرن الماضي، بدأت وزارة الطاقة الأمريكية برنامجًا متعدد السنوات، تُوِّج بإنشاء مفاعل احتراق فحم تجريبي بقدرة 50 ميغاواط في عام 1992 في منشأة تطوير وتكامل المكونات (CDIF) في بوت، مونتانا . كما شهد هذا البرنامج أعمالًا مهمة في منشأة احتراق الفحم المتدفق (CFIFF) في معهد الفضاء بجامعة تينيسي .

يجمع هذا البرنامج أربعة أجزاء:

دورة توليد الطاقة المغناطيسية المائية المتكاملة، المزودة بقناة وأقطاب كهربائية ووحدات تحكم في التيار، طورتها شركة AVCO، التي عُرفت لاحقًا باسم Textron Defence في بوسطن. كان هذا النظام عبارة عن مولد قناة يعمل بتأثير هول، يُسخّن بواسطة الفحم المسحوق، مع بذرة تأين البوتاسيوم. وقد طورت AVCO مولد Mk. V الشهير، ولديها خبرة واسعة في هذا المجال.
دورة متكاملة للوصول إلى القاع، تم تطويرها في مركز تنمية البنية التحتية (CDIF).
طورت شركة TRW منشأة لإعادة توليد بذور التأين. يتم فصل كربونات البوتاسيوم عن الكبريتات الموجودة في الرماد المتطاير الناتج عن أجهزة التنقية. تُزال الكربونات لاستعادة البوتاسيوم.
طريقة لدمج تقنية الموائع المغناطيسية الهيدروديناميكية (MHD) في محطات توليد الطاقة بالفحم القائمة. وقد كلفت وزارة الطاقة بإجراء دراستين. أجرت شركة وستنجهاوس إلكتريك دراسةً استنادًا إلى محطة شولتز التابعة لشركة جلف باور في سنيدز، فلوريدا . كما أعدت مؤسسة تطوير تقنية الموائع المغناطيسية الهيدروديناميكية دراسةً استنادًا إلى محطة جيه إي كوريت التابعة لشركة مونتانا باور في بيلينغز، مونتانا .

عملت النماذج الأولية في مركز تطوير الفحم (CDIF) لفترات قصيرة، باستخدام أنواع مختلفة من الفحم: فحم مونتانا روزبد، وفحم إلينوي رقم 6 عالي الكبريت والمسبب للتآكل. وقد أُنجز قدر كبير من العمل الهندسي والكيميائي وعلم المواد. بعد تطوير المكونات النهائية، اكتملت الاختبارات التشغيلية بـ 4000 ساعة من التشغيل المتواصل، 2000 ساعة منها على فحم مونتانا روزبد، و2000 ساعة على فحم إلينوي رقم 6. وانتهت الاختبارات في عام 1993.

التطور الياباني

ركز البرنامج الياباني في أواخر ثمانينيات القرن الماضي على تقنية توليد الطاقة الكهرومغناطيسية ذات الدورة المغلقة. وكان الاعتقاد السائد آنذاك أنها ستحقق كفاءة أعلى، وتتطلب معدات أصغر، لا سيما في محطات الطاقة النظيفة والصغيرة والاقتصادية التي تقارب طاقتها 100 ميغاواط (كهربائية)، والتي تتناسب مع الظروف اليابانية. أما محطات الطاقة التي تعمل بالفحم ذات الدورة المفتوحة، فيُعتقد عمومًا أنها تصبح مجدية اقتصاديًا عند تجاوز طاقتها 200 ميغاواط.

كانت سلسلة التجارب الرئيسية الأولى هي فوجي-1، وهي نظام تفريغ يعمل بواسطة أنبوب صدمة في معهد طوكيو للتكنولوجيا . استخلصت هذه التجارب ما يصل إلى 30.2% من المحتوى الحراري، وحققت كثافة طاقة تقارب 100 ميغاواط لكل متر مكعب. تم تمويل هذا المرفق من قبل شركة طوكيو للطاقة الكهربائية، وشركات مرافق يابانية أخرى، ووزارة التعليم. يعتقد بعض الخبراء أن هذا النظام كان مولدًا قرصيًا يستخدم غاز الهيليوم والأرجون كناقل، بالإضافة إلى بذرة تأين البوتاسيوم.

في عام ١٩٩٤، وُضعت خطط تفصيلية لمحطة فوجي-٢، وهي محطة توليد طاقة تعمل بنظام الدورة المغلقة المستمر بقدرة ٥ ميغاواط ، وتعتمد على الغاز الطبيعي، وكان من المقرر بناؤها بالاستفادة من تجربة محطة فوجي-١. وكان التصميم الأساسي لتقنية الديناميكا المغناطيسية المائية (MHD) قائماً على استخدام الغازات الخاملة ومولد قرصي. وكان الهدف هو استخلاص ٣٠٪ من المحتوى الحراري وكفاءة حرارية لتقنية الديناميكا المغناطيسية المائية تبلغ ٦٠٪. وكان من المقرر أن يتبع محطة فوجي-٢ تحديثٌ لمحطة توليد طاقة تعمل بالغاز الطبيعي بقدرة ٣٠٠ ميغاواط.

التنمية الأسترالية

منذ ثمانينيات القرن الماضي، أجرى البروفيسور هوغو ميسرلي في جامعة سيدني أبحاثًا حول تقنية التحفيز المغناطيسي الهيدروديناميكي التي تعمل بالفحم. وقد أسفرت هذه الأبحاث عن إنشاء محطة معالجة حرارية بقدرة 28 ميغاواط كهربائية، تم تشغيلها خارج سيدني. كما ألّف ميسرلي مرجعًا هامًا حول هذه التقنية، كجزء من برنامج تعليمي تابع لليونسكو. ^{[ 22 ]}

التطور الإيطالي

بدأ البرنامج الإيطالي في عام 1989 بميزانية تبلغ حوالي 20 مليون دولار أمريكي، وكان له ثلاثة مجالات تطوير رئيسية:

نمذجة الديناميكا المغناطيسية المائية
تطوير المغناطيس فائق التوصيل. كان الهدف في عام 1994 هو نموذج أولي بطول مترين، يخزن 66 ميغا جول ، لعرض تجريبي للديناميكا المغناطيسية المائية بطول 8 أمتار. وكان من المقرر أن يكون المجال المغناطيسي 5 تسلا ، بتناقص قدره 0.15 تسلا/متر. وكان من المقرر أن يكون الشكل الهندسي مشابهًا لشكل السرج، مع لفائف أسطوانية ومستطيلة من النحاس النيوبيوم-التيتانيوم .
تحديثات لمحطات توليد الطاقة بالغاز الطبيعي. كان من المقرر أن يكون أحدها في محطة إينيكيم-أنيك في رافينا، حيث ستنتقل غازات الاحتراق من وحدة الاحتراق المغناطيسي الهيدروديناميكي إلى المرجل. أما المشروع الآخر فكان عبارة عن منشأة حرارية بقدرة 230 ميغاواط لمحطة توليد الطاقة في برينديزي، والتي ستمرر البخار إلى محطة توليد الطاقة الرئيسية.

التنمية الصينية

انتهى برنامج وطني مشترك بين الولايات المتحدة والصين في عام 1992 بتحديث محطة توليد الطاقة رقم 3 التي تعمل بالفحم في أسباخ. وفي مارس 1994، تمت الموافقة على برنامج آخر مدته أحد عشر عامًا، أنشأ مراكز بحثية في المجالات التالية:

معهد الهندسة الكهربائية التابع للأكاديمية الصينية للعلوم في بكين، والمتخصص في تصميم مولدات الطاقة الكهرومغناطيسية المائية
معهد شنغهاي لأبحاث الطاقة ، المعني بأبحاث الأنظمة الشاملة والمغناطيسات فائقة التوصيل
معهد أبحاث هندسة الطاقة الحرارية في جامعة جنوب شرق نانجينغ ، المعني بالتطورات اللاحقة

اقترحت دراسة عام 1994 مولدًا بقدرة 10 واط (كهربائي، 108 ميجاوات حراري) مع محطات MHD ودورة القاع المتصلة بأنابيب البخار، بحيث يمكن لأي منهما العمل بشكل مستقل.

التطورات الروسية

في عام 1971، اكتمل بناء محطة يو-25 التي تعمل بالغاز الطبيعي بالقرب من موسكو، بقدرة تصميمية تبلغ 25 ميغاواط. وبحلول عام 1974، كانت تنتج 6 ميغاواط من الطاقة. ^{[ 23 ]} وبحلول عام 1994، طورت روسيا وشغّلت محطة يو-25 التي تعمل بالفحم، في معهد درجات الحرارة العالية التابع للأكاديمية الروسية للعلوم في موسكو. وكانت محطة توليد الطاقة السفلية في يو-25 تُشغّل بموجب عقد مع شركة الكهرباء في موسكو، وتُغذي شبكة موسكو بالكهرباء. وكان هناك اهتمام كبير في روسيا بتطوير مولد قرصي يعمل بالفحم. في عام 1986، بُنيت أول محطة طاقة صناعية مزودة بمولد مغناطيسي هيدروديناميكي، ولكن في عام 1989 أُلغي المشروع قبل إطلاق تقنية المغناطيسية الهيدروديناميكية، وانضمت هذه المحطة لاحقًا إلى محطة ريازان للطاقة كوحدة سابعة ذات تصميم تقليدي.

انظر أيضاً

مراجع

↑ "كيف تعمل محطة توليد الطاقة بالفحم" . هيئة وادي تينيسي.
↑ "دورة رانكين" . جامعة كالجاري .
↑ ميدين، إس. أ. (2 فبراير 2011). "مولدات الطاقة الكهربائية المغناطيسية الهيدروديناميكية" . دليل شامل للديناميكا الحرارية، وانتقال الحرارة والكتلة، وهندسة الموائع . doi : 10.1615/AtoZ.m.magnetohydrodynamic_electrical_power_generators . ISBN 978-0-8493-9356-3.{{cite book}}تم |website=تجاهله ( مساعدة )
↑ كيربروك، جاك ل.؛ هوفمان، مايرون أ. (يونيو 1964). "التأين غير المتوازن الناتج عن تسخين الإلكترونات: النظرية والتجارب" (ملف PDF) . مجلة AIAA . 2 (6): 1072-1087 . رمز Bibcode : 1964AIAAJ...2.1080H . doi : 10.2514/3.2497 . مؤرشف من النسخة الأصلية (PDF) بتاريخ 19 أغسطس 2019. تاريخ الاسترجاع : 11 أبريل 2018 .
↑ شيرمان، أ. (سبتمبر 1966). "تدفق قناة مغناطيسي هيدروديناميكي مع تأين غير متوازن" (ملف PDF) . فيزياء الموائع . 9 (9): 1782-1787 . Bibcode : 1966PhFl....9.1782S . doi : 10.1063/1.1761933 . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 12 أبريل 2018. تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 أبريل 2018 .
↑ أرغيروبولوس، جي إس؛ ديميتريادس، إس تي؛ كينتيغ، إيه بي (1967). "توزيع التيار في أجهزة J×B غير المتوازنة" (ملف PDF) . مجلة الفيزياء التطبيقية . 38 (13): 5233-5239 . Bibcode : 1967JAP....38.5233A . doi : 10.1063/1.1709306 .
↑ زاودرير، ب.؛ تيت، إ. (سبتمبر 1968). "الخصائص الكهربائية لمولد مغناطيسي هيدروديناميكي خطي غير متوازن" (ملف PDF) . مجلة AIAA . 6 (9): 1683-1694 . Bibcode : 1968AIAAJ...6.1685T . doi : 10.2514/3.4846 .
↑ فيليخوف، إي بي (1962). عدم استقرار هول في البلازما المؤينة بشكل طفيف والتي تحمل تيارًا كهربائيًا . المؤتمر الدولي الأول لتوليد الطاقة الكهربائية باستخدام الديناميكا المغناطيسية المائية. نيوكاسل أبون تاين، إنجلترا. ص 135. ورقة بحثية رقم 47.
↑ فيليخوف، إي بي؛ ديخني، إيه إم. "اضطراب البلازما الناتج عن عدم استقرار التأين في مجال مغناطيسي قوي". في: بي. هوبير؛ إي. كريميو-ألكان (محرران). المجلد الرابع. وقائع المؤتمر المنعقد في الفترة من 8 إلى 13 يوليو 1963. المؤتمر الدولي السادس حول الظواهر في الغازات المتأينة. باريس، فرنسا. ص 511. رمز Bibcode : 1963pig4.conf..511V .
↑ فيليخوف، إي بي؛ ديخني، إيه إم؛ شيبوك، آي يا (1965). عدم استقرار تأين البلازما مع الإلكترونات الساخنة (ملف PDF) . المؤتمر الدولي السابع حول ظواهر التأين في الغازات. بلغراد، يوغوسلافيا.
^ شابيرو، جي. نيلسون، AH (12 أبريل 1978). “استقرار عدم استقرار التأين في مجال كهربائي متغير”. بيسما في جورنال تيكنيشسكوي فيزيكي . 4 (12): 393–396 . بيب كود : 1978PZhTF...4..393S .
↑ موراكامي، ت.؛ أوكونو، ي.؛ ياماساكي، هـ. (ديسمبر 2005). "كبح عدم استقرار التأين في بلازما مغناطيسية هيدروديناميكية عن طريق الاقتران مع مجال كهرومغناطيسي بترددات الراديو" (ملف PDF) . رسائل الفيزياء التطبيقية . 86 (19): 191502–191502.3. Bibcode : 2005ApPhL..86s1502M . doi : 10.1063/1.1926410 .
^ بيتي، جي بي؛ جيفري جيفراي (يونيو 2009). “عدم استقرار البلازما غير المتوازنة”. اكتا فيزيكا بولونيكا أ . 115 (6): 1170–1173 . بيب كود : 2009AcPPA.115.1170P . سيتيسيركس 10.1.1.621.8509 . دوى : 10.12693/aphyspola.115.1170 .
↑ بيتي، جيه.-بي.؛ دوريه، جيه.-سي. (2013). "إلغاء عدم استقرار فيليخوف الكهروحراري عن طريق تعديل قيمة التوصيل الكهربائي في تيار كهربائي بواسطة الحصر المغناطيسي" . أكتا بوليتكنيكا . 53 (2): 219-222 . doi : 10.14311/1765 . hdl : 10467/67041 .
↑ سميث، ب.م.، أنغاي، س.، نايت، ت.و. (2002). مفاعل ذو قلب غازي - نظام طاقة مغناطيسي هيدروديناميكي مع دورة طاقة متتالية . المؤتمر الدولي للتقدم في محطات الطاقة النووية ICAPP'02، هوليوود، فلوريدا (الولايات المتحدة)، 9-13 يونيو 2002. OSTI 21167909 .
1 2 روهاتجي، ف.ك. (فبراير 1984). "مواد درجات الحرارة العالية لقنوات المغناطيسية المائية" . نشرة علوم المواد . 6 (1): 71-82 . doi : 10.1007/BF02744172 . تاريخ الاسترجاع: 19 أكتوبر 2019 .
↑ بوغدانكس م، برزوزوفسكي و.س، شاروبا ج، دابريسكي م، بلاتا م، زيلينسكي م (1975). "توليد الطاقة الكهربائية باستخدام الديناميكا المغناطيسية المائية". وقائع المؤتمر السادس، واشنطن العاصمة . 2 : 9.
↑ ماسون، تي أو، بيتوسكي، دبليو تي، ليانغ، دبليو دبليو، هالوران، جيه دبليو، ين، إف، بولاك، تي إم، إليوت، جيه إف، بوين، إتش كيه (1975). "توليد الطاقة الكهربائية باستخدام الديناميكا المغناطيسية المائية". وقائع المؤتمر السادس، واشنطن العاصمة . 2 : 77.
↑ تصميم مفاهيمي لمحطة توليد طاقة متطورة تعمل بالفحم بتقنية الدورة الثنائية المغناطيسية الهيدروديناميكية/البخارية بقدرة 1000 ميغاواط، يونيو 1989
↑ باجوفيتش، فالنتينا س. (1994). "النموذج شبه أحادي البعد الصحيح لتدفق المائع في قناة مولد MHD مجزأة من نوع فاراداي". تحويل الطاقة وإدارتها . 35 (4): 281-291 . Bibcode : 1994ECM....35..281B . doi : 10.1016/0196-8904(94)90061-2 .
↑ باجوفيتش، فالنتينا س. (1996). "أداة موثوقة لتصميم شكل وحجم قناة مولد MHD المجزأة وفقًا لفاراداي". تحويل الطاقة وإدارتها . 37 (12): 1753-1764 . Bibcode : 1996ECM....37.1753B . doi : 10.1016/0196-8904(96)00036-2 .
↑ "ميسرلي، هوغو كارل" . الأكاديمية الأسترالية للعلوم والتكنولوجيا والهندسة (ATSE) . مؤرشف من الأصل في 23-07-2008..
↑ دونالد ج. إنك، إتش. واين بيتي (محرران)، الدليل القياسي لمهندسي الكهرباء، الطبعة الحادية عشرة ، ماكجرو هيل، 1978، رقم ISBN 0-07-020974-Xالصفحات 11-52

للمزيد من القراءة

ساتون، جورج دبليو؛ شيرمان، آرثر (يوليو 2006). الديناميكا المغناطيسية المائية الهندسية . دوفر للهندسة المدنية والميكانيكية. منشورات دوفر. ISBN 978-0486450322.
هوغو ك. ميسرلي، توليد الطاقة المغناطيسية الهيدروديناميكية ، 1994، جون وايلي، تشيتشستر، جزء من سلسلة هندسة الطاقة لليونسكو (هذا هو مصدر المعلومات التاريخية وتصميم المولد).
شيودا، إس. "نتائج دراسات الجدوى على محطات الطاقة المغناطيسية المائية ذات الدورة المغلقة"، وقائع مؤتمر تكنولوجيا البلازما، 1991، سيدني، أستراليا، ص 189-200.
آر جيه روزا، تحويل الطاقة المغناطيسية الهيدروديناميكية ، 1987، دار نشر هيمسفير، واشنطن العاصمة
جي جي ووماك، توليد الطاقة الكهرومغناطيسية ، 1969، تشابمان وهول، لندن.

روابط خارجية

أبحاث مولدات MHD في معهد الفضاء بجامعة تينيسي (أرشيف) - 2004
نموذج لمولد مغناطيسي هيدروديناميكي في معهد النمذجة الحاسوبية، أكاديمغورودوك، روسيا - 2003
مختبر هندسة الديناميكا المغناطيسية المائية بجامعة بولونيا، إيطاليا - 2003
توليد الطاقة المغناطيسية الهيدروديناميكية عالية الكفاءة - 2015

[tva-1] "كيف تعمل محطة توليد الطاقة بالفحم" . هيئة وادي تينيسي.

[ucal-2] "دورة رانكين" . جامعة كالجاري .

[mhd-3] ميدين، إس. أ. (2 فبراير 2011). "مولدات الطاقة الكهربائية المغناطيسية الهيدروديناميكية" . دليل شامل للديناميكا الحرارية، وانتقال الحرارة والكتلة، وهندسة الموائع . doi : 10.1615/AtoZ.m.magnetohydrodynamic_electrical_power_generators . ISBN 978-0-8493-9356-3.{{cite book}}تم |website=تجاهله ( مساعدة )

[Kerrebrock_1964a-4] كيربروك، جاك ل.؛ هوفمان، مايرون أ. (يونيو 1964). "التأين غير المتوازن الناتج عن تسخين الإلكترونات: النظرية والتجارب" (ملف PDF) . مجلة AIAA . 2 (6): 1072-1087 . رمز Bibcode : 1964AIAAJ...2.1080H . doi : 10.2514/3.2497 . مؤرشف من النسخة الأصلية (PDF) بتاريخ 19 أغسطس 2019. تاريخ الاسترجاع : 11 أبريل 2018 .

[Sherman_1966-5] شيرمان، أ. (سبتمبر 1966). "تدفق قناة مغناطيسي هيدروديناميكي مع تأين غير متوازن" (ملف PDF) . فيزياء الموائع . 9 (9): 1782-1787 . Bibcode : 1966PhFl....9.1782S . doi : 10.1063/1.1761933 . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 12 أبريل 2018. تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 أبريل 2018 .

[Argyropoulos_1967-6] أرغيروبولوس، جي إس؛ ديميتريادس، إس تي؛ كينتيغ، إيه بي (1967). "توزيع التيار في أجهزة J×B غير المتوازنة" (ملف PDF) . مجلة الفيزياء التطبيقية . 38 (13): 5233-5239 . Bibcode : 1967JAP....38.5233A . doi : 10.1063/1.1709306 .

[Zauderer_1968-7] زاودرير، ب.؛ تيت، إ. (سبتمبر 1968). "الخصائص الكهربائية لمولد مغناطيسي هيدروديناميكي خطي غير متوازن" (ملف PDF) . مجلة AIAA . 6 (9): 1683-1694 . Bibcode : 1968AIAAJ...6.1685T . doi : 10.2514/3.4846 .

[Velikhov_1962-8] فيليخوف، إي بي (1962). عدم استقرار هول في البلازما المؤينة بشكل طفيف والتي تحمل تيارًا كهربائيًا . المؤتمر الدولي الأول لتوليد الطاقة الكهربائية باستخدام الديناميكا المغناطيسية المائية. نيوكاسل أبون تاين، إنجلترا. ص 135. ورقة بحثية رقم 47.

[Velikhov_1963-9] فيليخوف، إي بي؛ ديخني، إيه إم. "اضطراب البلازما الناتج عن عدم استقرار التأين في مجال مغناطيسي قوي". في: بي. هوبير؛ إي. كريميو-ألكان (محرران). المجلد الرابع. وقائع المؤتمر المنعقد في الفترة من 8 إلى 13 يوليو 1963. المؤتمر الدولي السادس حول الظواهر في الغازات المتأينة. باريس، فرنسا. ص 511. رمز Bibcode : 1963pig4.conf..511V .

[Velikhov_1965-10] فيليخوف، إي بي؛ ديخني، إيه إم؛ شيبوك، آي يا (1965). عدم استقرار تأين البلازما مع الإلكترونات الساخنة (ملف PDF) . المؤتمر الدولي السابع حول ظواهر التأين في الغازات. بلغراد، يوغوسلافيا.

[11] شابيرو، جي. نيلسون، AH (12 أبريل 1978). “استقرار عدم استقرار التأين في مجال كهربائي متغير”. بيسما في جورنال تيكنيشسكوي فيزيكي . 4 (12): 393–396 . بيب كود : 1978PZhTF...4..393S .

[12] موراكامي، ت.؛ أوكونو، ي.؛ ياماساكي، هـ. (ديسمبر 2005). "كبح عدم استقرار التأين في بلازما مغناطيسية هيدروديناميكية عن طريق الاقتران مع مجال كهرومغناطيسي بترددات الراديو" (ملف PDF) . رسائل الفيزياء التطبيقية . 86 (19): 191502–191502.3. Bibcode : 2005ApPhL..86s1502M . doi : 10.1063/1.1926410 .

[Petit_2009-13] بيتي، جي بي؛ جيفري جيفراي (يونيو 2009). “عدم استقرار البلازما غير المتوازنة”. اكتا فيزيكا بولونيكا أ . 115 (6): 1170–1173 . بيب كود : 2009AcPPA.115.1170P . سيتيسيركس 10.1.1.621.8509 . دوى : 10.12693/aphyspola.115.1170 .

[Petit_2013-14] بيتي، جيه.-بي.؛ دوريه، جيه.-سي. (2013). "إلغاء عدم استقرار فيليخوف الكهروحراري عن طريق تعديل قيمة التوصيل الكهربائي في تيار كهربائي بواسطة الحصر المغناطيسي" . أكتا بوليتكنيكا . 53 (2): 219-222 . doi : 10.14311/1765 . hdl : 10467/67041 .

[15] سميث، ب.م.، أنغاي، س.، نايت، ت.و. (2002). مفاعل ذو قلب غازي - نظام طاقة مغناطيسي هيدروديناميكي مع دورة طاقة متتالية . المؤتمر الدولي للتقدم في محطات الطاقة النووية ICAPP'02، هوليوود، فلوريدا (الولايات المتحدة)، 9-13 يونيو 2002. OSTI 21167909 .

[rohatgi-16] 1 2 روهاتجي، ف.ك. (فبراير 1984). "مواد درجات الحرارة العالية لقنوات المغناطيسية المائية" . نشرة علوم المواد . 6 (1): 71-82 . doi : 10.1007/BF02744172 . تاريخ الاسترجاع: 19 أكتوبر 2019 .

[bogdancks-17] بوغدانكس م، برزوزوفسكي و.س، شاروبا ج، دابريسكي م، بلاتا م، زيلينسكي م (1975). "توليد الطاقة الكهربائية باستخدام الديناميكا المغناطيسية المائية". وقائع المؤتمر السادس، واشنطن العاصمة . 2 : 9.

[mason-18] ماسون، تي أو، بيتوسكي، دبليو تي، ليانغ، دبليو دبليو، هالوران، جيه دبليو، ين، إف، بولاك، تي إم، إليوت، جيه إف، بوين، إتش كيه (1975). "توليد الطاقة الكهربائية باستخدام الديناميكا المغناطيسية المائية". وقائع المؤتمر السادس، واشنطن العاصمة . 2 : 77.

[19] تصميم مفاهيمي لمحطة توليد طاقة متطورة تعمل بالفحم بتقنية الدورة الثنائية المغناطيسية الهيدروديناميكية/البخارية بقدرة 1000 ميغاواط، يونيو 1989

[20] باجوفيتش، فالنتينا س. (1994). "النموذج شبه أحادي البعد الصحيح لتدفق المائع في قناة مولد MHD مجزأة من نوع فاراداي". تحويل الطاقة وإدارتها . 35 (4): 281-291 . Bibcode : 1994ECM....35..281B . doi : 10.1016/0196-8904(94)90061-2 .

[21] باجوفيتش، فالنتينا س. (1996). "أداة موثوقة لتصميم شكل وحجم قناة مولد MHD المجزأة وفقًا لفاراداي". تحويل الطاقة وإدارتها . 37 (12): 1753-1764 . Bibcode : 1996ECM....37.1753B . doi : 10.1016/0196-8904(96)00036-2 .

[22] "ميسرلي، هوغو كارل" . الأكاديمية الأسترالية للعلوم والتكنولوجيا والهندسة (ATSE) . مؤرشف من الأصل في 23-07-2008..

[HANDBOOK78-23] دونالد ج. إنك، إتش. واين بيتي (محرران)، الدليل القياسي لمهندسي الكهرباء، الطبعة الحادية عشرة ، ماكجرو هيل، 1978، رقم ISBN 0-07-020974-Xالصفحات 11-52

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

18

، خيارًا آخر

[

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

اللغة	العربية (RTL)
روابط موسوعية	30 رابطاً
المصدر الأصلي	ويكيبيديا ↗