¿Qué es la generación de energía por fluido magnético?
La generación de energía por fluido magnético es un método de generación de energía que utiliza energía térmica para generar electricidad directamente. Su principio básico es hacer que el fluido conductor de alta temperatura pase a través del campo magnético a alta velocidad y corte las líneas de fuerza magnéticas, de modo que se produzca una inducción electromagnética y aparezca una fuerza electromotriz inducida en el conductor. Cuando una carga está conectada a un circuito cerrado, habrá salida de corriente. La generación de energía por fluido magnético no es como la generación de energía térmica tradicional, que primero debe convertir la energía térmica en energía mecánica y luego convertir la energía mecánica en energía eléctrica. En cambio, la energía térmica se convierte directamente en energía eléctrica.
En el dispositivo de generación de energía de fluido magnético, no hay piezas mecánicas giratorias de alta velocidad. Cuando un fluido conductor pasa a través de un campo magnético a alta velocidad, las partículas cargadas en el fluido se ven afectadas por la fuerza electromagnética y las cargas positiva y negativa se desvían hacia dos lados perpendiculares a la dirección del movimiento del fluido y a la dirección del campo magnético. líneas de campo respectivamente. Se colocan electrodos en ambos lados y se conectan a la carga. En este momento, el movimiento direccional de los electrones libres en el fluido conductor forma una corriente eléctrica.
El fluido conductor que atraviesa el campo magnético a gran velocidad puede ser un gas (como gas o gas inerte). El gas a temperatura ambiente normalmente no es conductor. La temperatura del gas debe elevarse por encima de 6000 °C para ionizarlo y formar un plasma conductor. El llamado plasma es un gas ionizado producido por ionización térmica.
La conductividad eléctrica de un gas está directamente relacionada con el número de electrones libres producidos por la ionización del gas. En condiciones de alta temperatura, los electrones más externos de las moléculas o átomos de gas se desprenden de las moléculas o átomos debido a la excitación térmica y se separan en electrones libres e iones positivos. Cuanto mayor sea el número de electrones libres, mejor conducirá la electricidad el gas.
Es muy difícil alcanzar una temperatura tan alta mediante combustión ordinaria, y los materiales de electrodos y materiales aislantes existentes no pueden soportar temperaturas tan altas. Por ello, se suele añadir una pequeña cantidad de elementos de metales alcalinos con menor potencial de ionización (como cesio, rubidio, galio, potasio, sodio, etc.) como aditivos al gas o gases inertes como argón y helio cuya temperatura no supere los 3000ºC. °C. Los átomos de estos elementos pueden ionizarse a temperaturas más altas, de no más de 3.000 °C, lo que permite que el gas alcance la conductividad necesaria para la generación de energía del fluido magnético.
El generador de fluido magnético se compone de tres componentes principales: primero, el generador de fluido conductor de alta temperatura. En el generador de fluido magnético que utiliza gas como fluido conductor de alta temperatura, el generador de fluido conductor de alta temperatura. es la cámara de combustión; es la parte de generación de energía y salida de energía eléctrica, es decir, el canal de generación de energía; la tercera es el imán que genera el campo magnético;
Los generadores de fluido magnético tienen muchas ventajas: estructura compacta, tamaño reducido, arranque y parada rápidos de la generación de energía, poca contaminación ambiental, etc. Puede utilizarse como fuente de alimentación especial de alta potencia a corto plazo en campos como la defensa nacional, la investigación de alta tecnología, la exploración geológica y la predicción de terremotos. Aunque la eficiencia térmica de la unidad de prueba de generación de energía de fluido magnético desarrollada con éxito en el mundo es sólo del 6% al 15%, se puede utilizar como etapa previa para formar una central eléctrica de ciclo combinado de vapor y fluido magnético con la planta de energía de vapor existente. En teoría, esto aumenta la eficiencia térmica a más del 50%. Con el desarrollo de la energía nuclear, la energía térmica generada por los reactores nucleares también se puede utilizar para generar energía atómica y fluido magnético para mejorar la eficiencia de generación de energía de las centrales nucleares.
Muchos países conceden gran importancia al desarrollo y la investigación de la generación de energía mediante fluidos magnéticos. La antigua Unión Soviética utilizó gas natural como combustible y construyó la primera central eléctrica industrial de prueba de vapor de fluido magnético en la década de 1970, con una potencia máxima de 20.000 kilovatios. En 1980, construyó una central eléctrica de fluido magnético de gas natural con una potencia total de 20.000 kilovatios. 582.000 kilovatios -Central comercial de demostración de ciclo combinado de vapor. Estados Unidos ha desarrollado vigorosamente la generación de energía mediante fluidos magnéticos desde 1959. Países como Japón, Australia e India también han logrado grandes avances en la investigación sobre la generación de energía mediante fluidos magnéticos.
Esta investigación en mi país comenzó temprano, y la investigación sobre la generación de energía mediante fluidos magnéticos alimentada con carbón comenzó a principios de la década de 1960. Desde 1987, la generación de energía mediante fluidos magnéticos se ha incluido oficialmente en el plan nacional de investigación y desarrollo de alta tecnología "863" de unidades relevantes como el Instituto de Ingeniería Eléctrica de la Academia de Ciencias de China y el Instituto de Investigación de Plantas Completas de Shanghai del Ministerio. de Industria Electrónica y el Instituto de Investigación de Energía Térmica de la Universidad del Sureste han trabajado juntos para llevar a cabo la generación de energía a partir de carbón. Se han logrado grandes avances en cámaras de combustión, canales de generación de energía, imanes superconductores, inversores, calderas especiales, recuperación y regeneración de aditivos. , análisis de sistemas y diseño conceptual de centrales piloto, electrodos y materiales aislantes. La potencia de generación de energía de la unidad de prueba de generación de energía de fluido magnético número 2 del Instituto de Ingeniería Eléctrica de la Academia de Ciencias de China ha alcanzado el nivel avanzado del mundo.
La generación de energía por fluido magnético es una tecnología integral basada en alta tecnología. La investigación e implementación de esta nueva tecnología debe basarse en una producción industrial sólida y una tecnología de proceso avanzada.
Sólo superando diversas dificultades técnicas se podrá poner en práctica. Se cree que en un futuro próximo, el desarrollo y la utilización generalizados de la generación de energía mediante fluidos magnéticos traerán grandes mejoras a la vida de las personas.