МГД – аббревиатура «магнито-гидро-динамический» (magnetohydrodynamic generator). Название не отражает всей широты идей, поскольку нынче принято считать, что самый мощные генераторы можно построить только на высоко-температурной (более 10 000оК) плазме. И, значит правильнее было бы говорить «Магнио-Плазмо-Динамический». Но так уж вышло, первая попытка сделать генератор подобного типа была предпринята ещё Майклом Фарадеем в 1832 году (к стати, неудачная), и тогда он в качестве рабочего тела использовал проточную речную воду. Легенда гласит, будто он с помощником, стоя на мосту Ватерлоо, опустил в Темзу два медных листа, и ждал, когда по замкнутой меж электродами цепи потечёт ток. Ток не потёк. Опыт не удался.
Идея в общем старая. Принцип действия генератора прост: в
проводнике (жидкости, электролите или плазме), движущемся в магнитном поле, возникает ток.
Вот его мы в сеть и забираем.
Просто?
Даже очень просто. Эта машина хороша уж тем, что в ней нет никаких механических частей, ничего не движется, не трётся… Чудо, да и только!
Просто?
Даже очень просто. Эта машина хороша уж тем, что в ней нет никаких механических частей, ничего не движется, не трётся… Чудо, да и только!
В школьном учебнике физики была картинка, которая даёт общее представление об устройстве сабжа. Картинка, мягко говоря,
несовершенная, поскольку собранный таким образом прибор не даст тех токов, что
показывает «нарисованный» амперметр. Но не будем о грустном: построим – и сами
всё увидим.
Для начала возмём другую картинку. Пусть не столь красивую, зато правильную.
На ней видно, что для генератора нам нужен источник горячих газов, канал, по которому они будут течь, токосьёмные контакты-шины и постоянный магниты, создающие поле возбуждения.
Порывшись в интернете можно найти множество конструкций МГД-генераторов.
Вот например такую экспериментальную установку собрали в своё время в Московском Авиационнм Институте .
Проектируя свой небольшой МГД , я следовал тропою корифеев... и нарисовал эскиз.
Рабочая зона генератора - статор - представляет собой камеру из магнитомягкого материала (железа), внутри которой смонтированы постоянные магниты, создающие магнитеное поле возбуждения. Туда же в камеру помещены токоотводящие шины. Теперь, если через статор прокачать струю плазмы (голубая стралка), то во время движения раскалённого ионизированного облака газов по каналу, магнитное поле будет индуцировать в нём электрический ток перпендикулярно потоку движения. Этот ток мы и снимем на контакные токоотводящие шины.
Начал , естессвенно, с магнитов.
У меня были в запасе небольшие, но очень мощные неодимовые магнитики- таблетки размроем 10 на 4 мм с дырочкой посредине (дырочка очень удобная для монтажа). И посокльку я не планировал строить "Танк Маус" , для проверки идеи мне их хватило...
... ровно четре штуки. (Упс! на самом деле больше- в ходе экспериментов я пару комплектов таки испортил - попросту прожёг. Но не надо повторять чужих ошибок).
Каждый магнит я снабил полюсным наконечником из кусочка обычного железа размером 20х20х3 мм. Это необходимо для выравнивания магнитного поля в рабочей зоне. Да и сами магнитики защищены от перегрева. (Плохая новость в том, что при высоких температурах магнитны размагничиваются. А температура в статоре явно повыше 1000оК).
Собранные магнитные системы рапределил по полюсам - в статоре они должны буду стоять друг против друга.
Корпус статора - кусок стальной трубы (обычная "дюймовая" водопроводная) длинной 50 мм.
В нем я просверлил отверстия для монатжа полюсной системы, и собственно для крепления статора к подставке.
На винтах М3 в статоре крепятся полюса.
И вот он в сборе.
Теперь ещё нужна подставка.
Пригодился кусок 10 мм-й фанеры 90х120 мм. В нем просверлил отверстия для крепления статора и токоотводящих шин.
Полезно сделать небольшие ножки из готовой мебельной фурнитуры.
Ну вот - статор поселился на подставке.
Теперь можно заняться токоотводящими шинами. Для них я вязял медную проволоку диаметром 4 мм. Гнуть пассатижами её довольно тежело. Так что за дизайн не обессудьте. В оправдание скажу лишь, что в первом варианте у меня была проволока поизящней и потоньше. Но, она быстро нагревалась и переставала проводить ток . А в конце-концов и вовсе сгорела. Так что, пусть не очень красиво, зато надёжно.
Привинчиваем шины на контактне стойки.
Далее нам нужен источник плазмы. "Плазма" - это конечно громко сказано. Просто струя огня. В учебниках пишут, что горячий газ, если его температура ниже 2 700оК, проводит электричесвто хуже водопроводной воды. Ну да ладно. Хоть бы как-нибудь он же его проводит, значит девайс работать должен. А что силёнок у него будет маловато, так нам же с ним с ним не ГОЭРЛО осуществлять.
Я взял обычную газовую гарелку. В лучших традициях дизайна пакистанской сероводородной бомбы, примотал горелку скотчем к грузилу потяжелее.
К токоподвоядищим шинам подосединил вольтметор. Проверил пламя.
Настраиваем факел на максимальную температуру/скорость и направляем струю в статор...
...получаем на клеммах 0,8 V.
Не так уж плохо! Во всяом случае, те устройства, что можно видеть в роликах на Ютубе давали сильно меньше вольт. И даже продвинутые ребята из JP Aerospace , что строят нынче неплохие генераторы вот здесь - пока у них как-то больше фейерверков/дыма, чем хороших вольт на выходе.
Огорчает только скоротечность процесса.Пламя быстро нагревает систему, следствием чего становится два очень неприятных обстоятельства:
1) растёт омическое сопротивление токоотводящих шин. Их поверхность от контактов с продуктами горения покрывается окислами и уже не так хорошо проводит ток.
2) при разогреве магниты размагничваются и вся установка быстро выходит из строя.
Положа руку на сердеце, в рабочем виде эесперимент больше нескольких секунд продлить не удаётся - напряжение быстро падает, и восстановить его можно лишь только ... после ремонта. Даже мобильник не зарядишь. Но давайте смотреть на вещи позитивно: все эти беды - только вызов для прогресса.
А настоящие большие МГД-генраторы строили и в США и в СССР. Некоторые девайсы имели поистине эпичные масштабы и поговаривают, будто применялись для совсем уж нетрадиционных целей - типа нефте-геологоразведки или предотвращения земелтрясений. Насчёт последнего я б был поосторожней в оптимизме , хе-хе... , но факт - мощность их порою доходила до десятков мегаватт.
Так что у этой технологии есть своё будущее.
Для начала возмём другую картинку. Пусть не столь красивую, зато правильную.
На ней видно, что для генератора нам нужен источник горячих газов, канал, по которому они будут течь, токосьёмные контакты-шины и постоянный магниты, создающие поле возбуждения.
Порывшись в интернете можно найти множество конструкций МГД-генераторов.
Вот например такую экспериментальную установку собрали в своё время в Московском Авиационнм Институте .
Проектируя свой небольшой МГД , я следовал тропою корифеев... и нарисовал эскиз.
Рабочая зона генератора - статор - представляет собой камеру из магнитомягкого материала (железа), внутри которой смонтированы постоянные магниты, создающие магнитеное поле возбуждения. Туда же в камеру помещены токоотводящие шины. Теперь, если через статор прокачать струю плазмы (голубая стралка), то во время движения раскалённого ионизированного облака газов по каналу, магнитное поле будет индуцировать в нём электрический ток перпендикулярно потоку движения. Этот ток мы и снимем на контакные токоотводящие шины.
Начал , естессвенно, с магнитов.
У меня были в запасе небольшие, но очень мощные неодимовые магнитики- таблетки размроем 10 на 4 мм с дырочкой посредине (дырочка очень удобная для монтажа). И посокльку я не планировал строить "Танк Маус" , для проверки идеи мне их хватило...
... ровно четре штуки. (Упс! на самом деле больше- в ходе экспериментов я пару комплектов таки испортил - попросту прожёг. Но не надо повторять чужих ошибок).
Каждый магнит я снабил полюсным наконечником из кусочка обычного железа размером 20х20х3 мм. Это необходимо для выравнивания магнитного поля в рабочей зоне. Да и сами магнитики защищены от перегрева. (Плохая новость в том, что при высоких температурах магнитны размагничиваются. А температура в статоре явно повыше 1000оК).
Собранные магнитные системы рапределил по полюсам - в статоре они должны буду стоять друг против друга.
В нем я просверлил отверстия для монатжа полюсной системы, и собственно для крепления статора к подставке.
На винтах М3 в статоре крепятся полюса.
Теперь ещё нужна подставка.
Пригодился кусок 10 мм-й фанеры 90х120 мм. В нем просверлил отверстия для крепления статора и токоотводящих шин.
Полезно сделать небольшие ножки из готовой мебельной фурнитуры.
Ну вот - статор поселился на подставке.
Теперь можно заняться токоотводящими шинами. Для них я вязял медную проволоку диаметром 4 мм. Гнуть пассатижами её довольно тежело. Так что за дизайн не обессудьте. В оправдание скажу лишь, что в первом варианте у меня была проволока поизящней и потоньше. Но, она быстро нагревалась и переставала проводить ток . А в конце-концов и вовсе сгорела. Так что, пусть не очень красиво, зато надёжно.
Привинчиваем шины на контактне стойки.
Далее нам нужен источник плазмы. "Плазма" - это конечно громко сказано. Просто струя огня. В учебниках пишут, что горячий газ, если его температура ниже 2 700оК, проводит электричесвто хуже водопроводной воды. Ну да ладно. Хоть бы как-нибудь он же его проводит, значит девайс работать должен. А что силёнок у него будет маловато, так нам же с ним с ним не ГОЭРЛО осуществлять.
К токоподвоядищим шинам подосединил вольтметор. Проверил пламя.
Настраиваем факел на максимальную температуру/скорость и направляем струю в статор...
...получаем на клеммах 0,8 V.
Не так уж плохо! Во всяом случае, те устройства, что можно видеть в роликах на Ютубе давали сильно меньше вольт. И даже продвинутые ребята из JP Aerospace , что строят нынче неплохие генераторы вот здесь - пока у них как-то больше фейерверков/дыма, чем хороших вольт на выходе.
Огорчает только скоротечность процесса.Пламя быстро нагревает систему, следствием чего становится два очень неприятных обстоятельства:
1) растёт омическое сопротивление токоотводящих шин. Их поверхность от контактов с продуктами горения покрывается окислами и уже не так хорошо проводит ток.
2) при разогреве магниты размагничваются и вся установка быстро выходит из строя.
Положа руку на сердеце, в рабочем виде эесперимент больше нескольких секунд продлить не удаётся - напряжение быстро падает, и восстановить его можно лишь только ... после ремонта. Даже мобильник не зарядишь. Но давайте смотреть на вещи позитивно: все эти беды - только вызов для прогресса.
А настоящие большие МГД-генраторы строили и в США и в СССР. Некоторые девайсы имели поистине эпичные масштабы и поговаривают, будто применялись для совсем уж нетрадиционных целей - типа нефте-геологоразведки или предотвращения земелтрясений. Насчёт последнего я б был поосторожней в оптимизме , хе-хе... , но факт - мощность их порою доходила до десятков мегаватт.
Так что у этой технологии есть своё будущее.
Комментариев нет:
Отправить комментарий