问磁流体发电机的原理

磁流体发电机原理图如图：等离子体发电机原理示意图    (1)等离子体：即高温下电离的气体，含有大量的带正电和负电的微粒，而从整体来说呈中性。通常状态下的空气呈电中性，对外不显电性，但在高温下的气体（如雷雨放电、电弧焊、高压放电等条件下）被电离成正、负离子，从而使原本呈电中性的空气成为包含正离子、负离子和空气分子的导电气体，处于这种状态的气体称为等离子体，自然界中的闪电通道、电弧焊的放电通道等都是等离子体．如图中匀强磁场的磁感应强度为B。(2) 磁流体发电机的原理：如图所示，垂直进入匀强磁场的等离子体，因只受洛伦兹力的作用而使粒子发生偏转．据左手定则可知：正粒子打在A板上，负粒子打在B板上，从而在AB之间形成电场，且电场越来越强，直到粒子所受的电场力与洛伦兹力相等为止，此时，发电机内部就形成了正交的电、磁场，其中的粒子就做匀速直线运动，即相当于速度选择器。

磁流体发电中的带电流体，它们是通过加热燃料、惰性气体、碱金属蒸气而得到的。在几千摄氏度的高温下，这些物质中的原子和电子的运动都很剧烈，有些电子甚至可以脱离原子核的束缚，发生电离，结果，这些物质变成自由电子、失去电子的离子以及原子核的混合物，这就是等离子体，等离子体整体不显电性。将等离子体以超音速的速度喷射到一个加有强磁场的管道里面，等离子体中带有正、负电荷的高速粒子，在磁场中受到洛伦兹力的作用，分别向两极板偏移，于是正负电荷累积在两极板上并在两极之间产生电压，用导线将电压接入电路中就可以使用了。磁流体发电的另一个好处是产生的环境污染少。利用火力发电，燃烧燃料产生的废气里含有大量的二氧化硫，这是造成空气污染的一个重要原因。利用磁流体发电，不仅使燃料在高温下燃烧得更加充分，它使用的一些添加材料还可以和硫化合，生成硫酸钾，并被回收利用，这就避免了直接把硫排放到空气中，对环境造成污染。利用磁流体发电，只要加快带电流体的喷射速度，增加磁场强度，就能提高发电机的功率。人们使用高能量的燃料，再配上快速启动装置，就可以使发电机功率达到1000万kW，这就满足了一些需要大功率电力的场合。目前，中国，美国、印度、澳大利亚以及欧洲共同体等，都积极致力于这方面的研究。磁流体发电机产生电动势，输出电功率的原理如上图。1959年，美国阿夫柯公司建造了第一台磁流体发电机，功率为115kW。此后各国均有研究制造，美苏联合研制的磁流体发电机U－25B在1978年8月进行了第四次试验，气体-等离子体流量为2～4kg/s，温度为2950K，磁场为5T，输出功率1300kW，共运行了50小时。目前许多国家正在研制百万千瓦的利用超导磁体的磁流体发电机。