MHD जनरेटर क्या है: डिजाइन, कार्य और अनुप्रयोग

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MHD जनरेटर एक चालित तरल पदार्थ जैसे आयनीकृत गैस या प्लाज्मा और चुंबकीय क्षेत्र के साथ बातचीत करके विद्युत शक्ति उत्पन्न करने के लिए नियोजित उपकरण हैं। Magnetohydrodynamic शक्ति का उपयोग जेनरेटर पहली बार Far माइकल फैराडे ’ने 1791-1867 के दौरान एक निश्चित चुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से एक द्रव विद्युत पदार्थ को स्थानांतरित करते हुए देखा था। MHD पॉवर प्लांट कम पर्यावरणीय प्रभाव के साथ बड़े पैमाने पर इलेक्ट्रिक पावर उत्पन्न करने की क्षमता प्रदान करते हैं। आवेदन के प्रकार और उपयोग किए गए ईंधन के आधार पर विभिन्न प्रकार के एमएचडी जनरेटर डिज़ाइन किए गए हैं। स्पंदित एमएचडी जनरेटर का उपयोग दूरस्थ साइटों के लिए किया जाता है जो बड़े दालों की विद्युत शक्ति उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जाता है।

MHD जनरेटर क्या है?

परिभाषा: मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक (एमएचडी) जनरेटर एक उपकरण है जो तरल पदार्थ की तेजी से चलती धारा के साथ बातचीत करके बिजली उत्पन्न करता है, आमतौर पर आयनित गैसों / प्लाज्मा। MHD उपकरण गर्मी या गतिज ऊर्जा को रूपांतरित करते हैं विद्युतीय ऊर्जा । एक MHD जनरेटर की विशिष्ट स्थापना यह है कि टरबाइन और इलेक्ट्रिक दोनों शक्ति जनरेटर एक इकाई में जमा होता है और इसके हिलने वाले हिस्से नहीं होते हैं, इस प्रकार, कंपन और शोर को समाप्त करना, पहनने और आंसू को सीमित करना। MHDs में उच्चतम थर्मोडायनामिक दक्षता है क्योंकि यह यांत्रिक टर्बाइनों की तुलना में उच्च तापमान पर काम करता है।




जनरेटर से पहले सबसे अच्छा

जनरेटर से पहले सबसे अच्छा

जनरेटर डिजाइन से पहले सबसे अच्छा

बिजली पैदा करने वाले उपकरण की परिचालन क्षमता बढ़ाने के लिए प्रवाहकीय पदार्थों की दक्षता बढ़ाई जानी चाहिए। आवश्यक दक्षता तब प्राप्त की जा सकती है जब गैस को प्लाज्मा / द्रव बनने के लिए गर्म किया जाता है या क्षार धातुओं के लवण जैसे अन्य आयनीकरणीय पदार्थों को जोड़ा जाता है। एमएचडी जनरेटर को डिजाइन और कार्यान्वित करने के लिए, अर्थशास्त्र, दक्षता, दूषित हाइपो नलिकाओं जैसे कई मुद्दों पर विचार किया जाता है। MHD जनरेटर के तीन सबसे आम डिजाइन हैं:



फैराडे MHD जनरेटर डिजाइन

एक साधारण फैराडे जनरेटर के डिजाइन में एक पच्चर के आकार का पाइप या एक गैर-प्रवाहकीय पदार्थ से बना ट्यूब शामिल है। शक्तिशाली इलेक्ट्रोमैग्नेट एक चुंबकीय क्षेत्र का उत्पादन करता है और प्रवाहकीय द्रव को लंबवत रूप से गुजरने देता है, जिससे वोल्टेज उत्प्रेरण होता है। इलेक्ट्रोड को विद्युत विद्युत उत्पादन निकालने के लिए चुंबकीय क्षेत्र में समकोण पर रखा जाता है।
यह डिज़ाइन इस तरह की फ़ील्ड का उपयोग और घनत्व जैसी सीमाएँ प्रदान करता है। आखिरकार, फैराडे डिजाइन का उपयोग करके खींची गई शक्ति की मात्रा ट्यूब के क्षेत्र और प्रवाहकीय द्रव की गति के सीधे आनुपातिक है।

हॉल MHD जनरेटर डिजाइन

फैराडे के माध्यम से उत्पादित बहुत उच्च आउटपुट प्रवाह द्रव वाहिनी के साथ बहता है और हॉल प्रभाव में जिसके परिणामस्वरूप चुंबकीय क्षेत्र के साथ प्रतिक्रिया करता है। दूसरे शब्दों में, द्रव के साथ-साथ बहने वाली वर्तमान ऊर्जा का नुकसान होगा। उत्पादित कुल वर्तमान त्रिज्या (फैराडे) और अक्षीय वर्तमान के घटकों के वेक्टर योग के बराबर है। इस ऊर्जा हानि (फैराडे और पर कब्जा करने के लिए हॉल प्रभाव घटकों) और दक्षता में सुधार, विभिन्न विन्यास विकसित किए गए थे।

ऐसा एक कॉन्फ़िगरेशन इलेक्ट्रोड जोड़े का उपयोग करना है जो खंडों की एक श्रृंखला में विभाजित होते हैं और एक तरफ रखे जाते हैं। प्रत्येक इलेक्ट्रोड जोड़ी एक दूसरे से अछूता रहती है और कम धारा के साथ उच्च वोल्टेज प्राप्त करने के लिए श्रृंखला में जुड़ी होती है। एक विकल्प के रूप में, इलेक्ट्रोड लंबवत होने के बजाय, फैराडे और हॉल इफेक्ट धाराओं के वेक्टर योग के साथ संरेखित करने के लिए थोड़ा तिरछा होते हैं, जिससे प्रवाहकीय द्रव से अधिकतम ऊर्जा निकालने की अनुमति मिलती है। नीचे दी गई आकृति डिजाइन प्रक्रिया को दर्शाती है।


हॉल-इफेक्ट-जनरेटर-डिज़ाइन

हॉल-इफेक्ट-जनरेटर-डिज़ाइन

डिस्क MHD जनरेटर डिजाइन

हॉल इफेक्ट डिस्क MHD जनरेटर डिजाइन अत्यधिक कुशल है और सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला डिज़ाइन है। डिस्क जनरेटर के केंद्र में एक द्रव बहता है। नलिकाएं डिस्क और बहने वाले तरल पदार्थ को संलग्न करती हैं। हेल्महोल्ट्ज कॉइल्स की जोड़ी का उपयोग डिस्क के नीचे के साथ-साथ चुंबकीय क्षेत्र को उत्पन्न करने के लिए किया जाता है।

फैराडे धाराएं डिस्क की सीमा पर बहती हैं, जबकि हॉल-इफेक्ट वर्तमान केंद्र में स्थित रिंग इलेक्ट्रोड और डिस्क की सीमा के बीच बहती है।

वर्तमान-प्रवाह-इन-डिस्क

वर्तमान-प्रवाह-में-डिस्क

MHD जनरेटर का सिद्धांत

एमएचडी जनरेटर को आमतौर पर एक द्रव डायनेमो के रूप में संदर्भित किया जाता है, जिसकी तुलना मैकेनिकल डायनेमो से की जाती है - ए धातु कंडक्टर जब चुंबकीय क्षेत्र से गुजरता है तो किसी चालक में करंट उत्पन्न करता है।

हालांकि, MHD जनरेटर में, धातु कंडक्टर के बजाय तरल पदार्थ का संचालन किया जाता है। प्रवाहकीय तरल पदार्थ के रूप में ( चालक ) चुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से चलता है, यह चुंबकीय क्षेत्र के लिए लंबवत एक विद्युत क्षेत्र का उत्पादन करता है। MHD के माध्यम से विद्युत ऊर्जा उत्पादन की यह प्रक्रिया के सिद्धांत पर आधारित है फैराडे का नियम का इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन
जब संवाहक द्रव एक चुंबकीय क्षेत्र में बहता है, तो उसके द्रव में एक वोल्टेज उत्पन्न होता है और यह फ्लेमिंग के दायें हाथ के नियम के अनुसार द्रव के प्रवाह और चुंबकीय क्षेत्र दोनों के लिए लंबवत होता है।

फ्लेमिंग के राइट-हैंड नियम को MHD जनरेटर पर लागू करना, एक संवाहक तरल पदार्थ को चुंबकीय क्षेत्र। B ’से गुजारा जाता है। प्रवाहित होने वाले द्रव में एक आवेश free v ’के साथ घूमने वाले मुक्त आवेश कण होते हैं।

एक स्थिर चुंबकीय क्षेत्र में वेग in v ’के साथ गतिमान आवेशित कण का प्रभाव लोरेंट्ज़ फोर्स लॉ द्वारा दिया जाता है। इस विवरण का सबसे सरल रूप नीचे वेक्टर समीकरण द्वारा दिया गया है।

एफ = क्यू (वी एक्स बी)

कहा पे,

'F' कण पर कार्य करने वाला बल है।
‘Q 'कण का आवेश है,
'V' कण का वेग है, और
'B' चुंबकीय क्षेत्र है

दाएं हाथ के नियम के अनुसार वेक्टर 'F' 'v' और 'B' दोनों के लिए लंबवत है।

MHD जनरेटर कार्य करना

MHD बिजली जेनरेशन आरेख संभव सिस्टम मॉड्यूल के साथ नीचे दिखाया गया है। शुरुआत करने के लिए, MHD जनरेटर को उच्च तापमान के एक गैस स्रोत की आवश्यकता होती है, जो या तो परमाणु रिएक्टर का शीतलक हो सकता है या कोयले से उत्पादित उच्च तापमान दहन गैस हो सकता है।

MHD- जेनरेटर-वर्किंग

mhd- जनरेटर-काम कर रहा है

चूंकि गैस और ईंधन विस्तार नोजल से गुजरते हैं, यह गैस के दबाव को कम करता है और एमएचडी वाहिनी के माध्यम से द्रव / प्लाज्मा की गति को बढ़ाता है, और बिजली उत्पादन की समग्र दक्षता में वृद्धि करता है। वाहिनी के माध्यम से तरल पदार्थ से उत्पन्न निकास गर्मी डीसी शक्ति है। यह ईंधन दहन दर को बढ़ावा देने के लिए कंप्रेसर को चलाता था।

MHD चक्र और कार्य तरल पदार्थ

कोयला, तेल, प्राकृतिक गैस और अन्य ईंधन जैसे ईंधन जो उच्च तापमान का उत्पादन करने में सक्षम हैं, उनका उपयोग MHD जनरेटर में किया जा सकता है। इसके अलावा, बिजली उत्पन्न करने के लिए MHD जनरेटर परमाणु ऊर्जा का उपयोग कर सकते हैं।

MHD जनरेटर दो प्रकार के होते हैं- ओपन साइकल और क्लोज-साइकल सिस्टम। एक खुले चक्र प्रणाली में, कार्यशील द्रव को केवल एक बार एमएचडी वाहिनी के माध्यम से पारित किया जाता है। यह विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करने के बाद निकास गैसों का उत्पादन करता है, जो एक स्टैक के माध्यम से वायुमंडल में जारी किया जाता है। एक बंद चक्र प्रणाली में काम कर रहे द्रव को बार-बार पुन: उपयोग करने के लिए ताप स्रोत में पुनर्नवीनीकरण किया जाता है।

एक खुले चक्र प्रणाली में प्रयुक्त तरल पदार्थ हवा है, जबकि एक बंद चक्र प्रणाली में हीलियम या आर्गन का उपयोग किया जाता है।

लाभ

द ए MHD जनरेटर की डीवीडी निम्नलिखित को शामिल कीजिए।

  • MHD जनरेटर गर्मी या तापीय ऊर्जा को सीधे विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं
  • इसमें कोई हिलने वाला हिस्सा नहीं है, इसलिए यांत्रिक नुकसान कम से कम होगा
  • अत्यधिक कुशल पारंपरिक जनरेटर की तुलना में उच्च परिचालन क्षमता है, इसलिए, पारंपरिक स्टीम पौधों की तुलना में MHD संयंत्र की कुल लागत कम है
  • परिचालन और रखरखाव की लागत कम है
  • यह किसी भी प्रकार के ईंधन पर काम करता है और इसमें ईंधन का बेहतर उपयोग होता है

नुकसान

MHD जनरेटर के नुकसान निम्नलिखित को शामिल कीजिए।

  • उच्च मात्रा में नुकसान जिसमें द्रव घर्षण और गर्मी हस्तांतरण नुकसान शामिल हैं
  • MHD जनरेटर को लागू करने में उच्च लागत के लिए अग्रणी, बड़े मैग्नेट की आवश्यकता होती है
  • 200 ° K से 2400 ° K की सीमा में उच्च परिचालन तापमान घटकों को जल्दी ही दूषित करेगा

MHD जनरेटर के अनुप्रयोग

अनुप्रयोग हैं

  • MHD जनरेटर का उपयोग पनडुब्बियों, विमान, हाइपरसोनिक पवन सुरंग प्रयोगों, रक्षा अनुप्रयोगों और इतने पर ड्राइविंग के लिए किया जाता है।
  • वे एक के रूप में उपयोग किया जाता है निर्बाध विद्युत आपूर्ति प्रणाली और उद्योगों में बिजली संयंत्रों के रूप में
  • उनका उपयोग घरेलू अनुप्रयोगों के लिए बिजली पैदा करने के लिए किया जा सकता है

पूछे जाने वाले प्रश्न

1)। एक व्यावहारिक MHD जनरेटर क्या है?

जीवाश्म ईंधन के लिए व्यावहारिक एमएचडी जनरेटर विकसित किए गए थे। हालांकि, ये कम लागत वाले संयुक्त चक्रों से आगे निकल गए, जहां गैस टर्बाइनों का निकास भाप टरबाइन चलाने के लिए भाप को गर्म करता है।

२)। MHD पीढ़ी में बीजारोपण क्या है?

सीडिंग विद्युत चालकता को बढ़ाने के लिए प्लाज्मा / तरल पदार्थ में पोटेशियम कार्बोनेट या सीज़ियम जैसी बीजाई सामग्री को इंजेक्ट करने की एक प्रक्रिया है।

३)। MHD प्रवाह क्या है?

एक तरल पदार्थ की धीमी गति को एक नियमित और व्यवस्थित आंदोलन के रूप में वर्णित किया जा सकता है। प्रवाह वेग में कोई गड़बड़ी, अशांति की ओर जाता है, प्रवाह विशेषताओं को तेजी से बदल रहा है।

4)। MHD बिजली उत्पादन में किस ईंधन का उपयोग किया जाता है?

हीलियम और कार्बन डाइऑक्साइड जैसी शीतलक गैसों का उपयोग परमाणु रिएक्टरों में प्लाज्मा के रूप में MHD बिजली उत्पादन को निर्देशित करने के लिए किया जाता है।

5)। क्या प्लाज्मा बिजली पैदा कर सकता है?

प्लाज्मा बिजली का एक अच्छा संवाहक है क्योंकि इसमें बहुत सारे मुक्त इलेक्ट्रॉन हैं। विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र लागू होने पर यह विद्युत प्रवाहकीय हो जाता है और जो आवेशित कणों के व्यवहार को प्रभावित करता है।

यह लेख इसका विस्तृत विवरण देता है MHD जनरेटर का अवलोकन , जो धातु तरल का उपयोग करके बिजली उत्पन्न करता है। हमने एमएचडी जनरेटर सिद्धांत, डिजाइन और काम करने के तरीकों पर भी चर्चा की। इसके अतिरिक्त, यह लेख MHD जनरेटर के फायदे और नुकसान और विभिन्न अनुप्रयोगों पर प्रकाश डालता है। यहाँ आपके लिए एक प्रश्न है, जनरेटर का कार्य क्या है?