Мгд генератор что такое: Магнитогидродинамический генератор

Магнитогидродинамический генератор

Поняв важность электричества, люди стали пытаться добыть его любым способом. После создания первого электродвигателя и электрического генератора всего за несколько десятков лет был произведён ряд прототипов генераторов, работающих за счёт различных видов энергии. На сегодняшний день самым практичным, с точки зрения КПД, является генератор, действующий на энергии сгорающего дизельного топлива, однако альтернативные устройства всё же получили распространение и применяются достаточно широко.

Идея, заложенная во все электрические генераторы, заключается в явлении электромагнитной индукции. Это значит, что для получения электричества необходимо создать активное электромагнитное поле, приведя в действие систему электромагнитов и индукционных катушек. Достигается это путём вращения этой системы в силовом поле, а способы, которыми производится вращение, могут быть разными. В самых первых устройствах вал с катушками вращался вручную, что было крайне нерационально. Позднее начали использовать энергию расширяющегося газа (на основе парового двигателя), сгорающего топлива (по принципу двигателя внутреннего сгорания), движущейся воды, ветра и т.д.

В магнитогидродинамическом генераторе (или МГД-генераторе) отсутствует система вращающихся катушек, что избавляет его от энергетических потерь. Вместо этого в качестве рабочего тела используются электропроводящая жидкость или газ, энергия которого преобразуется непосредственно в электрическую. Название этому устройству дало явление магнитной гидродинамики, предполагающей движение жидкости в магнитном поле.

Проходя через силовые линии магнитного поля, жидкость (или газ, плазма, жидкий металл), являющаяся в то же время проводником, вызывает его колебание, в результате чего и образуются заряженные частицы, устремляющиеся к электродам. Между электродами возникает электрический ток.

В современных МГД-генераторах в качестве рабочего тела всё чаще используется плазма. Для создания магнитного поля применяют систему неподвижных магнитов, а для того чтобы увеличить проводимость рабочего тела, в него вводят калий.

Главным достоинством магнитогидродинамического генератора является отсутствие подвижных узлов и деталей, в результате чего сокращаются потери из-за трения. КПД такого устройства может превышать 65%, что является высоким показателем для генераторов. Кроме того, такие генераторы развивают мощность до 2 ГВт, а количество вредных для окружающей среды веществ сводится к минимуму.

Из недостатков можно выделить высокую стоимость устройства (за счёт строгих требований к материалам электродов и рабочего механизма), а также незначительные выбросы вредных продуктов сгорания.

МГД-генераторы применяются на тепловых, атомных и термоядерных электростанциях в качестве основного и резервного источника электричества, в космической технике и т.д. В промышленности такой тип устройств распространения не получил, но ведутся эксперименты по упрощению рабочего процесса.  

МГД-генератор. Магнитогидродинамические генераторы.

Магнитогидродинамические генераторы (МГД-генераторы)

Больше других разработан метод магнитогидродинамического превращения теплоты в электрическую энергию, который можно использовать в крупной стационарной энергетике. В принципе этот метод основан на известном явлении, заключающемся в том, что при пересечении проводником магнитных силовых линий в нем наводится электродвижущая сила. Сильно ионизированный газ при достаточно большой электропроводности его и высокой температуре обладает таким же свойством, которое и используется в магнитогидродинамическом (МГД) методе превращения теплоты в электрическую энергию.

Рис. 1. Сравнение турбогенератора и МГД-генератора

- В турбогенераторе внутренняя энергия газа преобразуется в кинетическую энергию пропеллера (ротора), а затем кинетическая энергия движущегося твердого проводника - в электрическую энергию

- В МГД генераторе движущейся газ сам является проводником. В результате внутренняя энергия электропроводного газа преобразуется в электрическую энергию.

- Движение проводников поперек магнитного поля приводит в обоих случаях к возникновению ЭДС и тока в соответствии с законом индукции Фарадея

Рис. 2. Принцип действия МГД-генератора: 1 обмотка электромагнита; 2 — камера сгорания; 3 присадка; 4 — воздух; 5 — топливо; 6 — сопло; 7 — электроды с последовательно включенной нагрузкой; 8 — выход продуктов сгорания.

В качестве рабочего тела в МГД-генераторе могут быть использованы, например, продукты сгорания топлива. Но поскольку они и при высоких температурах не обладают достаточной электрической проводимостью, ее приходится увеличивать или, другими словами, повышать степень ионизации газов присадкой к ним небольшого количества (~1%) щелочных металлов (калия, цезия и др.). Наилучшие результаты можно получить при применении плазмы, являющейся нейтральной смесью ионов, электронов и нейтральных частиц (квазинейтральной средой) при очень высоких температурах.

На принципиальной схеме МГД-генератора (рис. 3) топливо -горючий газ (но может быть и любое другое) подается под давлением по газопроводу в топочную камеру 1, работающую под давлением.

Рис. 3. Принципиальная схема МГД-генератора

Одновременно в топочную камеру подается присадка (цезий) для повышения степени ионизации продуктов сгорания. Ионизацию газа можно обеспечить и при помощи внешнего высокочастотного источника мощности. Но в этом случае энергия, расходуемая на высокочастотный источник, снижает общий КПД установки. Нужный для сгорания топлива воздух поступает в установку 12, где в нем повышают содержание кислорода. Обогащенный воздух проходит в компрессор 11 и направляется в воздухоподогреватель 6, из которого по воздухопроводу 5 поступает в топочную камеру 1. Рост в воздухе содержания кислорода и его нагрев до высокой температуры перед топочной камерой повышают температуру продуктов сгорания, покидающих камеру 1.

Высокотемпературные ионизированные продукты сгорания движутся с большой скоростью по каналу 4. В поперечном направлении к движению газов электромагнитом 3 создается мощное магнитное поле. При пересечении ионизированными газами магнитного поля в них возникает электродвижущая сила, а на электродах 2 - соответствующая разность электрических потенциалов. Часть электрической энергии расходуется электромагнитом на возбуждение магнитного поля, а другая часть ее, полученная в МГД-генераторе, поступает в преобразователь 10 постоянного тока на переменный. Температура газов после МГД-генератора очень высока (более 2000 °С), поэтому их теплоту целесообразно использовать в обычной теплосиловой установке, как это показано на рис. 3.

Продукты сгорания после МГД-генератора и частичного охлаждения в воздухоподогревателе 6 направляются в котельный агрегат, состоящий из экономайзерно-испарительной поверхности нагрева 5 и пароперегревателя 7, а затем охлажденные продукты сгорания удаляют в атмосферу через дымовую трубу 9.

Перегретый пар после котельного агрегата 7-8 направляется в паровую турбину 13, после расширения в которой поступает в охлаждаемый водой конденсатор 14. Конденсат из конденсатора 14 насосом 15 снова закачивается в котельный агрегат. Турбина 13 приводит в действие компрессор, служащий для сжатия до необходимого давления обогащенного воздуха, и электрический генератор 16 переменного тока, работающий параллельно с преобразователем 10, и суммарная электрическая энергия, вырабатываемая МГД-генератором и нормальным электрическим генератором, направляется к ее потребителям.

Эффективность МГД-генератора зависит от интенсивности магнитного поля, создаваемого электромагнитом. Стоимость электромагнита высока и он расходует большое количество электрической энергии.

Присутствие в горячих продуктах сгорания топлива активных присадок (цезия) вызывает коррозию электродов и обмуровки газоходов и нужны коррозионностойкие материалы для МГД-генераторов. Совместная установка МГД-генератора и нормальной теплоэнергетической установки (рис. 4) повысит суммарный коэффициент использования теплоты топлива минимум на 10%.

Рис. 4. Схема энергетической установки с МГД-генератором

Рис. 5. Процессы, происходящие при работе МГД-генератора

Рис. 6. Фото МГД-генератора «Хибины» на Кольском полуострове

Рис. 7.

Устройство МГД-генератора

Рис. 8. Изменение мощности МГД-генератора (по зарубежным данным)

сколько еще ждать нового источника энергии?

О перспективах использования магнитогиродинамических генераторов электроэнергии наверняка слышал каждый, кто хоть немного в курсе происходящего в современной энергетике. Но далеко не всем известно, что в статусе многообещающей разработки МГД пребывают уже ни много ни мало полвека. О проблемах, возникающих на пути внедрения в жизнь этой технологии будущего, пойдет речь в данной публикации.

МГД-генераторы: как все начиналось

История МГД удивительно напоминает историю другого знаменитого изобретения – теплового ядерного синтеза. Казалось бы, вот еще один последний шаг, незначительное усилие – и преобразование энергии тепла в электроток станет повседневной обыденностью. И вдруг очередная проблема уже в который раз откладывает ее на более поздний срок.

МГД, одной из видов которых и являются плазменные генераторы (ПГ), были названы так в связи с открытием способности к генерации электротока при передвижении токопроводящих жидкостей (электролитов) внутри магнитного поля. Описанию и изучению этих явлений посвящен целый раздел физики - магнитная гидродинамика. Вот отсюда и пошло название этого вида генераторов.

Первые исследования по созданию плазменных источников электроэнергии осуществлялись с электропроводящими жидкостями. Но очень скоро выяснилось, что разогнать потоки жидкости до необходимых сверхскоростей чрезвычайно сложно, а без этого КПД электростанций остается недопустимо низким.

Именно поэтому исследователи переключились на эксперименты с плазмой – ионными потоками газа высокой скорости. С того времени за перспективными МГД-генераторами прочно закрепилось название плазменные, поскольку все последующие опыты проводились только с этим источником энергии.

Эффект разницы потенциалов и электротока во время движения зарядов внутри магнитного поля схож с эффектом Холла. Все, кому приходилось иметь дело с датчиками Hall, знают: электроток, проходя через находящийся в магнитном поле проводник, провоцирует появление на поверхности кристалла разности потенциалов. Только в магнитогидродинамических установках вместо электротока пропускается проводящее тепло.Чем выше т-ра, проводимость и напряжение поля, тем больше мощности забирается.

Опыты по преобразованию тепла в электроток активно проводились в 50 гг. прошлого века. А уже в 60-е гг. практически одновременно появились созданные образцы «Mark-V» (Соединенные Штаты) и «У-25» (Советский Союз). С того времени не прекращается работа над способами работы ПГ, их конструкцией; проводятся испытания материалов и видов рабочих тел. Но на стадию промышленного производства это изобретение так и не вышло.

А что же сегодня?

На ГРЭС в г. Рязани функционирует комбинированный блок с МГД-генератором в 300 мВт, КПД которого превышает 45%, в то время как КПД теплостанций очень редко достигает даже 35%. В установке используется раскаленная до 2800 гр. плазма, полученная в процессе сгорания газа, и высокомощный проводящий магнит.

Получается, что энергетика, основанная на нагревании плазмы, это уже реальность? Но не все так просто. Подобных опытных образцов в мире насчитывается всего несколько штук, и всем им больше 50 лет.

Причин тому несколько. Во-первых, для эффективной работы МГД-генераторов необходимы конструкционные материалы с высочайшей степенью жаропрочности, подобные тем, что были разработаны в ходе реализации программ ядерного синтеза. Аналоги таких материалов и сейчас используются в космической отрасли, но остаются засекреченными. Как бы там ни было, это весьма дорогостоящие материалы, способные свести на нет экономический эффект от промышленного применения плазменных генераторов.

Во-вторых, МГД-генераторы могут производить только постоянный ток, поэтому для них нужны экономичные и мощные инвенторы. Несмотря на то, что полупроводниковые технологии развиваются в последние десятилетия бурными темпами, решить эту задачу на сегодня не представляется возможным.

Нерешенной остается и проблема создания суперсильных магнитных полей. Все известные науке проводящие материалы ограничены критическим показателем напряженности МП, выше которого проводимость попросту исчезает.

Мы можем лишь догадываться, что случится при переходе в другое состояние проводников с плотностью тока больше тысячи А/м2. Конечно, взрыв поблизости от раскаленной плазмы не станет мировой катастрофой, но вот дорогостоящее оборудование точно выведет из строя.

Проблема необходимых показателей разогрева плазмы между тем тоже остается на повестке дня. Даже при температуре в 2500°С проводимость плазмы является несоразмерно низкой в сравнении с аналогичным показателем меди. Дальнейшее повышение температуры плазмы потребует новых, еще более жаростойких материалов. Круг проблем замыкается.

Таким образом, все действующие сегодня энергоблоки с ПГ показывают скорее уровень достижений инновационных технологий, нежели какую-либо целесообразность. И хотя престиж державы – весьма важный фактор, запускать в массовое производство столь дорогостоящие МГД невыгодно. По этой причине даже сверхмощные магнитногидродинамические генераторы многие десятилетия остаются в ранге опытных образцов. Ученые – физики и инженеры проводят на них испытания новых материалов, отрабатывают экспериментальные конструкционные решения.

Сложно сказать, сколько потребуется времени для завершения этой работы. Количество конструктивных решений МГД-установок с каждым годом увеличивается, что является явным свидетельством тому, что до единственно верного решения еще очень далеко. А данные о том, что лучшим рабочим телом для ПГ является плазма ядерного синтеза, отдаляет дату их массового использования как минимум до середины текущего столетия.

(PDF) ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ МГД–ГЕНЕРАТОР НА АЛЮМОВОДОРОДНОЙ ПЛАЗМЕ

Причина разницы в этих параметрах состоит в том, что конденсированная фаза не

участвует в МГД преобразовании. Газовая фаза, отработав в канале, охлаждается,

появляется поток тепла от частиц корунда к газу. Если оценивать МГД генератор по

коэффициенту преобразования энтальпии, это плохо. Если оценивать по мощности – без

разницы. Кроме этих соображений, надо еще иметь в виду, что конденсированная фаза

может действовать разрушительно на конструкцию канала. Поэтому предпочтителен

второй вариант с выводом конденсата. Для этого варианта более детальная информация –

распределение параметров вдоль канала – приведена в табл. 2.

Экспликация колонок таблицы:

x, м - координата по длине канала,

beta - число Холла,

u - скорость, м/с

M - число Маха,

T, K - температура,

p, МПа - давление,

sig - проводимость,

Ey - напряженность фарадеевского поля,

Ex - напряженность холловского поля,

Jy - плотность фарадеевского тока,

jE - плотность мощности, Вт/м3,

a,м - сторона квадратного сечения.

Течение в канале оптимизировано по критерию максимума мощности. Оно

получилось с переходом через скорость звука, с числом Маха от 2 до 0.45. Статические

температура и давление почти постоянны, температура даже чуть-чуть растет против

ожидания. То же делает и проводимость. Плотность мощности на входе на порядок выше,

чем на выходе.

МГД генератор с вихревым реактором

В этом разделе рассмотрена перспектива проведения реакции алюминия с водяным

паром в вихревом реакторе специального типа, в котором газовая фаза движется к центру,

а конденсированная к периферии. При этом происходит разделение фаз прямо в реакторе,

и, кроме того, конденсат охлаждается перед выходом из реактора в потоке пара. По закону

сохранения энергии газ должен выходить из реактора при повышенной температуре, что

благоприятно для МГД генератора, потому что таким образом достигаются экстремально

высокие температуры в рабочем теле, представляющем собой водород с примесью

газообразных соединений алюминия.

Результаты термодинамического моделирования вихревого реактора представлены

на рис. 2. Рабочее давление в реакторе составляет 30 атм. В реактор поступает алюминий

при температуре 300К с расходом 1 кг/с и пар при 602К с расходом 1.01 кг/с. С

Магнитогидродинамический генератор - Magnetohydrodynamic generator

Генератор МГД

Магнитогидродинамический генератор ( МГД - генератор ) представляет собой магнитогидродинамический преобразователь , который использует цикл Брайтона , чтобы преобразовать тепловую энергию и кинетическую энергию непосредственно в электричество . МГД-генераторы отличаются от традиционных электрических генераторов тем, что они работают без движущихся частей (например, без турбины), чтобы ограничить верхнюю температуру. Поэтому они обладают наивысшей известной теоретической термодинамической эффективностью среди всех методов генерации электроэнергии. MHD был широко разработан в качестве дополнительного цикла для повышения эффективности производства электроэнергии , особенно при сжигании угля или природного газа . Горячий выхлопной газ МГД-генератора может нагревать котлы паровой электростанции , повышая общий КПД.

Генератор МГД, как и обычный генератор, основан на перемещении проводника через магнитное поле для генерации электрического тока. В МГД-генераторе в качестве движущегося проводника используется горячий проводящий ионизированный газ ( плазма ). Механическое динамо, напротив, использует для этого движение механических устройств.

Практические МГД-генераторы были разработаны для ископаемого топлива, но на смену им пришли менее дорогие комбинированные циклы, в которых выхлоп газовой турбины или топливный элемент с расплавленным карбонатом нагревает пар для питания паровой турбины .

МГД-динамо-машины являются дополнением к МГД-ускорителям , которые применялись для перекачки жидких металлов , морской воды и плазмы.

Природные МГД-динамо-машины являются активной областью исследований в физике плазмы и представляют большой интерес для геофизиков и астрофизиков , поскольку магнитные поля Земли и Солнца создаются этими естественными динамо-машинами.

Принцип

Закон силы Лоренца описывает эффекты заряженной частицы, движущейся в постоянном магнитном поле. Самый простой вид этого закона дается векторным уравнением.

F знак равно Q ( v × B ) {\ Displaystyle \ mathbf {F} = Q (\ mathbf {v} \ times \ mathbf {B})}

где

• F - сила, действующая на частицу.
• Q - заряд частицы,
• v - скорость частицы, а
• B - магнитное поле.

Вектор F перпендикулярен как v, так и B согласно правилу правой руки .

Выработка энергии

Как правило, для того, чтобы большая электростанция приблизилась к эффективности работы компьютерных моделей , необходимо принять меры для увеличения электропроводности проводящего вещества. Нагревание газа до состояния плазмы или добавление других легко ионизируемых веществ, таких как соли щелочных металлов, может достичь этого увеличения. На практике при реализации МГД-генератора необходимо учитывать ряд вопросов : эффективность генератора, экономичность и токсичные побочные продукты. На эти проблемы влияет выбор одного из трех вариантов МГД-генератора: генератора Фарадея, генератора Холла и дискового генератора.

Генератор Фарадея

Генератор Фарадея назван в честь человека, который первым искал эффект в реке Темзе (см. Историю ). Простой генератор Фарадея должен состоять из клиновидной трубы или трубки из непроводящего материала. Когда токопроводящая жидкость течет через трубку, в присутствии значительного перпендикулярного магнитного поля в поле индуцируется напряжение, которое можно отводить как электрическую энергию, размещая электроды по бокам под углом 90 градусов к магнитному полю. поле.

Существуют ограничения по плотности и типу используемого поля. Количество извлекаемой мощности пропорционально площади поперечного сечения трубы и скорости проводящего потока. Проводящее вещество также охлаждается и замедляется в результате этого процесса. МГД-генераторы обычно снижают температуру проводящего вещества с температуры плазмы до чуть более 1000 ° C.

Основная практическая проблема генератора Фарадея заключается в том, что дифференциальные напряжения и токи в жидкости проходят через электроды по бокам канала. Самые сильные отходы - это ток эффекта Холла . Это делает канал Фарадея очень неэффективным. Большинство дальнейших усовершенствований МГД-генераторов пытались решить эту проблему. Оптимальное магнитное поле для МГД-генераторов канального типа - это своего рода седло. Чтобы получить это поле, большому генератору требуется чрезвычайно мощный магнит. Многие исследовательские группы с переменным успехом пытались приспособить для этой цели сверхпроводящие магниты. (Ссылки см. Ниже в обсуждении эффективности генератора.)

Генератор холла

Схема холловского МГД-генератора, показывающая протекание тока

Исторически сложилось так, что типичным решением было использование эффекта Холла для создания тока, протекающего с жидкостью. (См. Иллюстрацию.) Эта конструкция имеет ряды коротких сегментированных электродов по бокам канала. Первый и последний электроды в канале питают нагрузку. Каждый другой электрод закорочен на электрод на противоположной стороне воздуховода. Эти короткие замыкания тока Фарадея создают мощное магнитное поле внутри жидкости, но в хорде круга, перпендикулярного току Фарадея. Это вторичное индуцированное поле заставляет ток течь в форме радуги между первым и последним электродами.

Потери меньше, чем у генератора Фарадея, а напряжения выше, потому что меньше короткое замыкание конечного индуцированного тока.

Однако у этой конструкции есть проблемы, потому что скорость потока материала требует, чтобы средние электроды были смещены, чтобы «поймать» токи Фарадея. При изменении нагрузки изменяется скорость потока жидкости, что приводит к смещению тока Фарадея с намеченными электродами и делает эффективность генератора очень чувствительной к его нагрузке.

Дисковый генератор

Схема дискового МГД-генератора, показывающая протекание тока

Третий и наиболее эффективный в настоящее время вариант - дисковый генератор на эффекте Холла. Эта конструкция в настоящее время является рекордсменом по эффективности и плотности энергии для МГД-генерации. В дисковом генераторе жидкость протекает между центром диска и каналом, обернутым вокруг края. (Каналы не показаны.) Магнитное поле возбуждения создается парой круглых катушек Гельмгольца над и под диском. (Катушки не показаны.)

Токи Фарадея протекают идеально коротким замыканием по периферии диска.

Токи эффекта Холла протекают между кольцевыми электродами около центрального канала и кольцевыми электродами около периферийного канала.

Широкий плоский поток газа уменьшал расстояние, а значит, и сопротивление движущейся жидкости. Это увеличивает эффективность.

Еще одно существенное преимущество этой конструкции - более эффективные магниты. Во-первых, они вызывают простые параллельные силовые линии. Во-вторых, поскольку жидкость обрабатывается в диске, магнит может быть ближе к жидкости, и в этой магнитной геометрии напряженность магнитного поля увеличивается в 7-й степени расстояния. Наконец, генератор компактен для своей мощности, поэтому магнит меньше. В результате магнит использует гораздо меньший процент генерируемой мощности.

КПД генератора

Эффективность прямого преобразования энергии в МГД-генерации энергии увеличивается с увеличением напряженности магнитного поля и проводимости плазмы , которая напрямую зависит от температуры плазмы , а точнее от температуры электронов. Поскольку очень горячая плазма может использоваться только в импульсных МГД-генераторах (например, с использованием ударных труб ) из-за быстрой термической эрозии материала, было предусмотрено использование нетепловой плазмы в качестве рабочей жидкости в стационарных МГД-генераторах, где сильно нагреваются только свободные электроны. (10 000–20 000 кельвинов ), в то время как основной газ (нейтральные атомы и ионы) остается при гораздо более низкой температуре, обычно 2500 кельвинов. Цель состояла в том, чтобы сохранить материалы генератора (стенки и электроды), одновременно улучшив ограниченную проводимость таких плохих проводников до того же уровня, что и плазма в термодинамическом равновесии ; т. е. полностью нагрет до более чем 10 000 кельвинов, температуры, которую не выдерживает ни один материал.

Но Евгений Велихов впервые обнаружил теоретически в 1962 году и экспериментально в 1963 году, что ионизационная неустойчивость, позже названная Велиховской неустойчивостью или электротермической неустойчивостью , быстро возникает в любом МГД-преобразователе, использующем намагниченную нетепловую плазму с горячими электронами, когда достигается критический параметр Холла , следовательно, зависит от степени ионизации и магнитного поля. Такая нестабильность сильно снижает производительность неравновесных МГД-генераторов. Перспективы этой технологии, которая изначально предсказывала потрясающую эффективность, подорвали программы MHD по всему миру, поскольку в то время не было найдено никакого решения для уменьшения нестабильности.

Следовательно, без реализации решений по преодолению электротермической нестабильности практические МГД-генераторы должны были ограничить параметр Холла или использовать умеренно нагретую тепловую плазму вместо холодной плазмы с горячими электронами, что сильно снижает эффективность.

По состоянию на 1994 год Токийский технический институт установил рекорд эффективности 22% для дисковых МГД-генераторов замкнутого цикла. Пиковая энтальпия извлечения в этих экспериментах достигла 30,2%. Типичные холловские и канальные угольные МГД-генераторы открытого цикла ниже, около 17%. Такой КПД сам по себе делает MHD непривлекательным для выработки электроэнергии, поскольку обычные электростанции цикла Ренкина легко достигают 40%.

Однако выхлоп МГД-генератора, сжигающего ископаемое топливо , почти такой же горячий, как пламя. Направляя свои выхлопные газы в теплообменник для турбинного цикла Брайтона или цикла Ренкина парогенератора , MHD может преобразовывать ископаемое топливо в электричество с предполагаемой эффективностью до 60 процентов по сравнению с 40 процентами типичной угольной электростанции.

Магнитогидродинамический генератор также мог бы быть первой ступенью ядерного реактора с газовым охлаждением .

Проблемы с материалами и дизайном

У МГД-генераторов есть серьезные проблемы с материалами, как для стен, так и для электродов. Материалы не должны плавиться или подвергаться коррозии при очень высоких температурах. Для этой цели была разработана экзотическая керамика, которую необходимо выбирать таким образом, чтобы она была совместима с топливом и ионизационной затравкой. Экзотические материалы и сложные методы изготовления обуславливают высокую стоимость МГД-генераторов.

Кроме того, МГД лучше работают с более сильными магнитными полями. Самые успешные магниты были сверхпроводящими и находились очень близко к каналу. Основная трудность заключалась в охлаждении этих магнитов при их изоляции от канала. Проблема усугубляется тем, что магниты работают лучше, когда они находятся ближе к каналу. Также существует серьезный риск повреждения горячей хрупкой керамики в результате дифференциального термического растрескивания. Магниты обычно близки к абсолютному нулю, а канал - в несколько тысяч градусов.

Сообщается, что для МГД как оксид алюминия (Al ₂ O ₃ ), так и пероксид магния (MgO ₂ ) работают для изоляционных стен. Перекись магния разлагается под воздействием влаги. Глинозем является водостойким и может быть достаточно прочным, поэтому на практике большинство МГД используют глинозем для изоляционных стен.

Для электродов чистых МГД (т. Е. Сжигающих природный газ) одним хорошим материалом была смесь 80% CeO ₂ , 18% ZrO ₂ и 2% Ta ₂ O ₅ .

МГД, работающие на угле, имеют сильно агрессивную среду со шлаком. Шлак защищает и разъедает МГД-материалы. В частности, миграция кислорода через шлак ускоряет коррозию металлических анодов. Тем не менее, очень хорошие результаты были получены с электродами из нержавеющей стали при 900   К. Другой, возможно, лучший вариант - шпинельная керамика FeAl ₂ O ₄ - Fe ₃ O ₄ . Сообщалось, что шпинель имеет электронную проводимость, отсутствие резистивного реакционного слоя, но с некоторой диффузией железа в оксид алюминия. Распространение железа можно было контролировать с помощью тонкого слоя очень плотного оксида алюминия и водяного охлаждения как в электродах, так и в изоляторах из оксида алюминия.

Присоединение высокотемпературных электродов к обычным медным шинам также является сложной задачей. Обычные методы создают слой химической пассивации и охлаждают шину водой.

Экономика

МГД-генераторы не использовались для крупномасштабного массового преобразования энергии, поскольку другие методы с сопоставимой эффективностью имеют более низкие инвестиционные затраты в течение жизненного цикла. Достижения в области турбин, работающих на природном газе, позволили добиться аналогичного теплового КПД при меньших затратах за счет того, что выхлоп турбины использовался в паровой установке цикла Ренкина . Чтобы получить больше электроэнергии из угля, дешевле просто добавить больше низкотемпературных парогенерирующих мощностей.

МГД-генератор, работающий на угле, представляет собой тип энергетического цикла Брайтона , подобный энергетическому циклу турбины внутреннего сгорания. Однако, в отличие от турбины внутреннего сгорания, здесь нет движущихся механических частей; электропроводящая плазма обеспечивает движущийся электрический проводник. Боковые стенки и электроды просто выдерживают давление внутри, в то время как анодные и катодные проводники собирают генерируемое электричество. Все циклы Брайтона являются тепловыми двигателями. Идеальные циклы Брайтона также имеют идеальный КПД, равный идеальному КПД цикла Карно . Таким образом, потенциал для высокой энергоэффективности от МГД-генератора. Все циклы Брайтона имеют более высокий потенциал эффективности, чем выше температура обжига. В то время как турбина внутреннего сгорания ограничена по максимальной температуре из-за прочности ее вращающихся крыльев, охлаждаемых воздухом / водой или паром; В МГД-генераторе открытого цикла нет вращающихся частей. Эта верхняя граница температуры ограничивает эффективность использования энергии в турбинах внутреннего сгорания. Верхняя граница температуры цикла Брайтона для МГД-генератора не ограничена, поэтому, по сути, МГД-генератор имеет более высокую потенциальную способность к энергоэффективности.

Температуры, при которых могут работать линейные МГД-генераторы, работающие на угле, ограничены факторами, которые включают: (а) температуру предварительного нагрева топлива, окислителя и окислителя, которые ограничивают максимальную температуру цикла; (б) возможность защиты боковин и электродов от оплавления; (c) способность защищать электроды от электрохимического воздействия горячего шлака, покрывающего стенки, в сочетании с сильным током или дугой, которые попадают на электроды, поскольку они уносят постоянный ток из плазмы; и (d) способностью электрических изоляторов между каждым электродом. МГД-установки, работающие на угле, с кислородом / воздухом и предварительным нагревом с высоким содержанием окислителя, вероятно, будут обеспечивать засеянную калием плазму с   температурой около 4200 ° F, давлением 10 атмосфер и начать расширение при скорости   1,2 Маха . Эти установки будут использовать тепло выхлопных газов MHD для предварительного нагрева окислителя и для производства пара в комбинированном цикле. С агрессивными предположениями, одно финансируемое Министерством энергетики США технико-экономическое обоснование того, где может развиться технология, Концептуальный проект перспективной угольной МГД / паровой электростанции с двойным циклом мощностью 1000 МВт , опубликованный в июне 1989 года, показал, что большая угольная МГД электростанция с комбинированным циклом может достичь КПД высокого напряжения, приближающегося к 60 процентам, что значительно превосходит другие технологии, работающие на угле, поэтому существует потенциал для низких эксплуатационных расходов.

Однако никаких испытаний в таких агрессивных условиях или размерах еще не проводилось, и сейчас нет тестируемых больших МГД-генераторов. Просто нет достаточной надежности, чтобы обеспечить уверенность в коммерческой конструкции МГД, работающей на угле.

При испытаниях U25B MHD в России с использованием природного газа в качестве топлива использовался сверхпроводящий магнит, мощность которого составила 1,4 мегаватт. Серия испытаний МГД-генератора на угле, финансируемых Министерством энергетики США (DOE) в 1992 году, вырабатывала МГД-энергию из более крупного сверхпроводящего магнита в Центре разработки и интеграции компонентов (CDIF) в Бьютте , штат Монтана . Ни одно из этих испытаний не проводилось в течение достаточно продолжительного времени, чтобы проверить коммерческую надежность технологии. Ни одно из испытательных комплексов не было достаточно масштабным для коммерческого объекта.

Сверхпроводящие магниты используются в более крупных МГД-генераторах для устранения одной из больших паразитных потерь: мощности, необходимой для возбуждения электромагнита. Сверхпроводящие магниты после зарядки не потребляют энергии и могут создавать сильные магнитные поля 4 тесла и выше. Единственная паразитная нагрузка для магнитов - поддерживать охлаждение и компенсировать небольшие потери для несверхкритических соединений.

Из-за высоких температур непроводящие стенки канала должны быть изготовлены из чрезвычайно термостойкого вещества, такого как оксид иттрия или диоксид циркония, для замедления окисления. Точно так же электроды должны быть токопроводящими и термостойкими при высоких температурах. МГД-генератор AVCO на угольном топливе на CDIF был испытан с медными электродами с водяным охлаждением, покрытыми платиной, вольфрамом, нержавеющей сталью и электропроводящей керамикой.

Токсичные побочные продукты

MHD снижает общее производство опасных отходов ископаемого топлива, поскольку повышает эффективность установки. На угольных электростанциях MHD запатентованный коммерческий процесс «Econoseed», разработанный в США (см. Ниже), позволяет повторно использовать затравку, ионизирующую калий, из летучей золы, улавливаемой скруббером дымовых газов. Однако это оборудование требует дополнительных затрат. Если жидкостью якоря МГД-генератора является расплавленный металл, необходимо соблюдать осторожность с охлаждающей жидкостью электромагнетизма и канала. Щелочные металлы, обычно используемые в качестве МГД-жидкостей, бурно реагируют с водой. Кроме того, химические побочные продукты нагретых, наэлектризованных щелочных металлов и керамики каналов могут быть ядовитыми и экологически стойкими.

История

Первое практическое исследование МГД-мощности было профинансировано в 1938 году в США компанией Westinghouse в ее лабораториях в Питтсбурге, штат Пенсильвания , возглавляемой венгром Белой Карловиц . Первоначальный патент на МГД принадлежит Б. Карловицу, патент США № 2210918 «Процесс преобразования энергии», 13 августа 1940 г.

Вторая мировая война прервала развитие. В 1962 году в Ньюкасл-апон-Тайн, Великобритания, д-ром Брайаном К. Линдли из International Research and Development Company Ltd. была проведена Первая международная конференция по MHD Power. Группа учредила руководящий комитет для организации дальнейших конференций и распространения идей. В 1964 году группа организовала вторую конференцию в Париже, Франция, в консультации с Европейским агентством по ядерной энергии .

Поскольку членство в ENEA было ограничено, группа убедила Международное агентство по атомной энергии спонсировать третью конференцию в Зальцбурге, Австрия, в июле 1966 года. Переговоры на этой встрече превратили руководящий комитет в группу периодических отчетов, ILG-MHD (международная liaison group, MHD) в рамках ENEA, а позже, в 1967 году, также в рамках Международного агентства по атомной энергии. Дальнейшие исследования, проведенные в 1960-х годах Р. Розой, установили практичность МГД для систем, работающих на ископаемом топливе.

В 1960-х годах AVCO Everett Aeronautical Research начала серию экспериментов, закончившихся выпуском Mk. Генератор V 1965 года. Он генерировал 35   МВт, но использовал около 8 МВт для привода своего магнита. В 1966 году ILG-MHD провела свою первую официальную встречу в Париже, Франция. Он начал выпускать периодические отчеты о состоянии дел в 1967 году. Эта модель сохранялась в этой институциональной форме до 1976 года. К концу 1960-х годов интерес к MHD снизился, поскольку ядерная энергия становилась все более доступной.

В конце 1970-х годов, когда интерес к ядерной энергии снизился, интерес к MHD возрос. В 1975 году ЮНЕСКО убедилась, что MHD может быть наиболее эффективным способом использования мировых запасов угля, и в 1976 году выступила спонсором ILG-MHD. В 1976 году стало ясно, что в ближайшие 25 лет ни один ядерный реактор не будет использовать MHD, поэтому Международное агентство по атомной энергии и ENEA (оба ядерных агентства) отказались от поддержки ILG-MHD, оставив ЮНЕСКО в качестве основного спонсора ILG-MHD. MHD.

Развитие бывшей Югославии

За более чем десятилетний период инженеры бывшего Югославского института тепловой и ядерной технологии (ITEN) компании Энергоинвест в Сараево в 1989 году построили первый экспериментальный электрогенератор на магнитогидродинамической установке. Именно здесь он был запатентован. .

Развитие США

В 1980-х годах Министерство энергетики США начало интенсивную многолетнюю программу, кульминацией которой стала демонстрационная установка сжигания угля мощностью 50 МВт в 1992 году в Центре разработки и интеграции компонентов (CDIF) в Бьютте, штат Монтана . В рамках этой программы также была проделана значительная работа на установке для сжигания угля в потоке (CFIFF) Космического института Университета Теннесси .

Эта программа объединила четыре части:

1. Интегрированный цикл доливки MHD с каналом, электродами и устройствами контроля тока, разработанный AVCO, позже известный как Textron Defense of Boston. Эта система представляла собой канальный генератор на эффекте Холла, обогреваемый угольной пылью, с затравкой, ионизирующей калий. AVCO разработала знаменитый Mk. Генератор V, и имел значительный опыт.
2. Интегрированный цикл дна, разработанный в CDIF.
3. TRW разработала установку для регенерации ионизационной затравки. Карбонат калия отделяется от сульфата летучей золы из скрубберов. Карбонат удаляют, чтобы восстановить калий.
4. Метод интеграции MHD в уже существующие угольные электростанции. Министерство энергетики заказало два исследования. Westinghouse Electric выполнила исследование на базе Scholtz Plant of Gulf Power в Снидсе, Флорида . MHD Development Corporation также подготовила исследование, основанное на данных о заводе Дж. Э. Корретта компании Montana Power в Биллингсе, штат Монтана .

Первоначальные прототипы на CDIF работали непродолжительное время с различными углями: Montana Rosebud и высокосернистым коррозионно-активным углем, Illinois No. 6. Был завершен большой объем инженерных, химических и материаловедческих работ. После того, как были разработаны окончательные компоненты, были завершены эксплуатационные испытания: 4000 часов непрерывной работы, 2000 часов на Montana Rosebud, 2000 часов на Illinois No. 6. Испытания завершились в 1993 году.

Японская разработка

Японская программа в конце 1980-х была сосредоточена на МГД замкнутого цикла. Считалось, что он будет иметь более высокий КПД и меньшее оборудование, особенно на чистых, небольших и экономичных заводах мощностью около 100 мегаватт (электричество), которые подходят для японских условий. Обычно считается, что угольные электростанции открытого цикла становятся экономичными при мощности свыше 200 мегаватт.

Первой крупной серией экспериментов была FUJI-1, продувочная система, работающая от ударной трубы Токийского технологического института . В этих экспериментах было извлечено до 30,2% энтальпии и достигнута удельная мощность около 100 мегаватт на кубический метр. Этот объект финансировался Tokyo Electric Power, другими японскими коммунальными предприятиями и Министерством образования. Некоторые специалисты полагают, что эта система была дисковым генератором с газом-носителем гелием и аргоном и затравкой для ионизации калия.

В 1994 году были детальные планы для FUJI-2, установки непрерывного замкнутого цикла мощностью 5  МВт , работающей на природном газе, которая должна быть построена с использованием опыта FUJI-1. Базовая конструкция МГД должна была представлять собой систему с инертными газами с использованием дискового генератора. Целью было извлечение энтальпии 30% и тепловой КПД МГД 60%. За FUJI-2 должна была последовать модернизация   завода по производству природного газа мощностью 300 МВт.

Австралийское развитие

В 1986 году профессор Хьюго Карл Мессерле из Сиднейского университета исследовал МГД на угольном топливе. В результате   за пределами Сиднея эксплуатировалась установка долива 28 МВт. Мессерле также написал одну из последних справочных работ (см. Ниже) в рамках образовательной программы ЮНЕСКО.

Подробный некролог Хьюго находится на веб-сайте Австралийской академии технологических наук и инженерии (ATSE).

Итальянская разработка

Итальянская программа началась в 1989 году с бюджетом около 20 миллионов долларов США и имела три основных направления развития:

1. МГД-моделирование.
2. Развитие сверхпроводящего магнита. В 1994 году целью был прототип   длиной 2 м и емкостью 66 МДж для демонстрации MHD длиной 8 м. Поле должно было составлять 5 тесла с конусностью 0,15 т / м. Геометрия должна была напоминать форму седла с цилиндрическими и прямоугольными обмотками из ниобий-титановой меди.     
3. Модернизация электростанций, работающих на природном газе. Один должен был быть у фактора Энихем-Аник в Равенне. В этой установке дымовые газы от MHD будут проходить в котел. Другая - это   тепловая установка мощностью 230 МВт для электростанции в Бриндизи, которая будет передавать пар на главную электростанцию.

Китайское развитие

Совместная американо-китайская национальная программа завершилась в 1992 году модернизацией угольной электростанции № 3 в Асбахе. Еще одна 11-летняя программа была одобрена в марте 1994 года. В результате были созданы исследовательские центры в:

1. Институт электротехники Китайской академии наук в Пекине занимается разработкой МГД-генераторов.
2. Научно - исследовательский институт Шанхая питания , связанный с общей системой и исследованием сверхпроводящих магнитов.
3. Научно-исследовательский институт теплоэнергетики в Юго-восточном университете Нанкина занимается более поздними разработками.

В исследовании 1994 года предлагался генератор мощностью 10   Вт (электрический,   тепловой 108 МВт) с МГД и установками нижнего цикла, соединенными паропроводом, так что любой из них мог работать независимо.

Российские разработки

В 1971 году под Москвой завершено строительство газовой установки У-25 проектной мощностью 25 мегаватт. К 1974 году он выдавал 6 мегаватт электроэнергии. К 1994 году Россия разработала и эксплуатировала угольную установку У-25 в Институте высоких температур Российской академии наук в Москве. Электростанция U-25 фактически эксплуатировалась по контракту с московской энергокомпанией и подавала электроэнергию в сеть Москвы. В России был значительный интерес к разработке дискового генератора на угле. В 1986 году была построена первая промышленная электростанция с МГД-генератором, но в 1989 году проект был отменен до запуска МГД, и эта электростанция позже присоединилась к Рязанской ГРЭС в качестве 7-го энергоблока обычной конструкции.

Смотрите также

Рекомендации

дальнейшее чтение

• Саттон, Джордж В .; Шерман, Артур (июль 2006 г.). Инженерная магнитогидродинамика . Дуврское строительство и машиностроение. Dover Publications. ISBN   978-0486450322 .
• Хьюго К. Мессерле, Магнитогидродинамическое производство энергии , 1994, Джон Уайли, Чичестер, Часть серии ЮНЕСКО по энергетической инженерии (это источник исторической информации и информации о конструкции генератора).
• Шиода, С. "Результаты технико-экономического обоснования МГД-электростанций замкнутого цикла", Proc. Plasma Tech. Конф., 1991, Сидней, Австралия, стр. 189–200.
• RJ Rosa, Магнитогидродинамическое преобразование энергии , 1987, Hemisphere Publishing, Вашингтон, округ Колумбия
• GJ Womac, MHD Power Generation , 1969, Чепмен и Холл, Лондон.

внешние ссылки

МГД-генератор

Перед человечеством стоит проблема ограниченности энергетических ресурсов, и из–за этого будущее представляется достаточно туманно. Дальнейшее развитие энергетики ученые связывают с освоением термоядерного синтеза, основным топливом для которого является дейтерий – тяжелый водород. Существует ряд причин, по которым это направление является наиболее перспективным:

• Распространенность дейтерия(каждый шеститысячный атом водорода)
  
• Высокая производительность(на 1 кг воды и добытого из нее дейтерия приходится более полтонны нефтепродуктов)
  
• Отсутствие опасности радиационного заражения(побочный продукт – гелий)
  
• Не требуются промежуточные этапы преобразования энергии

Одним из способов преобразования энергии плазмы, образующейся в результате термоядерного синтеза, в электрическую энергию является МГД-генератор*.

В данной работе рассматривается принцип работы МГД-генератора и делается попытка провести экспериментальный анализ работы генератора на разработанной нами установке.

Цели исследования: описание, демонстрация и возможности использования магнитогидродинамического эффекта.

Объектом исследования является: движение заряженных частиц в магнитном поле.

Предмет исследования: магнитогидродинамический эффект, магнитогидродинамический генератор.

Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:

• Провести историко–логический анализ учебных, научных, научно–популярных источников информации.
  
• Выявить физические законы, принципы, которые объясняют, в чем заключается магнитогидродинамический эффект.
  
• Выявить возможности использования МГД–эффекта в качестве энергетического ресурса.
  
• Изготовить модель, демонстрирующую магнитогидродинамический эффект.
  

Для наиболее эффективного решения поставленных задач использовались следующие методы исследования: изучение источников информации, анализ, метод обобщений, эксперимент.

На данном сайте вы можете узнать о принципе работы МГД-генератора, а также увидеть результат экспериментального анализа на разработанной установке.

Подвысоцкий В.В. Прямоточный импульсный МГД-двигатель

Библиографическая ссылка на статью:
Подвысоцкий В.В. Прямоточный импульсный МГД-двигатель // Современная техника и технологии. 2012. № 4 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2012/04/510 (дата обращения: 12.09.2020).

В предыдущей статье http://n-t.ru/tp/ts/kd3.htm нами был рассмотрен новый тип реактивных двигателей, работающих на кинетической энергии космического аппарата (или захваченного потока вещества, в зависимости от выбора системы координат). Принцип действия предложенного типа двигателей основан на захвате и торможении встречного потока вещества. Захваченное вещество обладает огромной кинетической энергией, часть которой можно преобразовать в теплоту или электрический ток, и использовать для ускорения бортовых запасов реактивной массы. При определенных условиях реактивная сила тяги превышает силу торможения, и космический аппарат увеличивает скорость полета. Масса, импульс и кинетическая энергия космического аппарата при этом уменьшаются (в соответствии с законами сохранения).

Удельная тяга двигателей некоторых двигателей нового типа, прямо пропорциональна скорости полета космического аппарата относительно встречного потока вещества http://kuasar.narod.ru/ideas/eol/index.htm. Таким образом, удельную тягу можно увеличить либо за счет разгона космического аппарата, либо за счет ускорения встречного потока вещества. Одним из возможных источников формирования движущихся с большой скоростью встречных потоков вещества, являются химические, ядерные или термоядерные взрывные устройства (предварительно расположенные вдоль траектории полета космического аппарата). При подлете космического аппарата к взрывному устройству, инициируется взрыв. Образовавшиеся при взрыве потоки плазмы могут быть использованы для разгона космического аппарата различными способами.

Прежде всего, рассмотрим формирование потоков плазмы путем взрыва непосредственно перед космическим аппаратом (в случае, когда скорость космического аппарата превышает скорость движения продуктов взрыва). При этом разгон космического аппарата может осуществляться при помощи нового прямоточного импульсного МГД-двигателя (который является еще одним представителем типа реактивных двигателей работающих на кинетической энергии встречных потоков вещества). Предлагаемый прямоточный импульсный МГД-двигатель состоит из следующих основных частей: массозаборника, сквозной трубы, МГД-генератора, МГД- движителя, реактивного сопла.

Прямоточный импульсный МГД-двигатель работает следующим образом. При приближении к взрывному устройству по специальному сигналу происходит взрыв. Одна часть продуктов взрыва движется в сторону космического аппарата. Другая часть продуктов взрыва движется в противоположном направлении. После захвата продуктов взрыва массозаборником, внутри двигателя формируются потоки плазмы (причем скорость плазмы в конце двигателя, значительно больше, чем скорость плазмы в начале двигателя). Быстрый поток (в конце двигателя) тормозится при помощи МГД-генератора. Медленный поток (в начале двигателя) ускоряется при помощи МГД-движителя. Вырабатываемый МГД-генератором электрический ток приводит в действие МГД-движитель. Как будет показано ниже, за счет приведения скорости всей плазмы внутри двигателя к одинаковому значению, двигатель создает тяговый импульс, позволяющий осуществить разгон космического аппарата без дополнительных затрат реактивной массы.

На рис.1 изображен момент подлета космического аппарата к взрывному устройству.

Рисунок 1

 

1 – взрывное устройство.

2 – массозаборник.

3 – МГД-движитель.

4 – сквозная труба.

5 – МГД-генератор.

6 – реактивное сопло.

На рис. 2 изображено расположение потоков плазмы внутри двигателя (в момент включения МГД-генератора и МГД-движителя). В результате захвата продуктов взрыва внутри двигателя формируются два потока плазмы. Медленный поток (7) обозначен короткими стрелками. Быстрый поток (8) обозначен длинными стрелками. Быстрый поток (8) проходит через канал МГД-генератора, вырабатывая электрический ток. Полученный электрический ток приводит в действие МГД-движитель. Медленный поток (7) проходит через канал МГД-движителя. Скорость всей плазмы приводится к одинаковому значению.

Рисунок 2

7 – медленный поток плазмы (короткие стрелки)

8 – быстрый поток плазмы (длинные стрелки)

На рис. 3 изображено расположение потоков плазмы, приведенных к одинаковой скорости, после завершения рабочего импульса МГД-двигателя. Видно, что поток плазмы (9) проходит через канал МГД-генератора, который к этому моменту уже выключен, и не воздействует на поток плазмы (9). При скорости космического аппарата 60 км/с, и длине сквозной трубы 20 м, продолжительность рабочего импульса составит ~ 150 микросекунд.

Рисунок 3

9, 10 – потоки плазмы, приведенные к одинаковой скорости, после завершения работы МГД-двигателя (стрелки средней длины)

Сделаем приближенный расчет величины полученного тягового импульса. Скорость космического аппарата равна V. Масса продуктов взрыва равна m. Скорость расширения продуктов взрыва равна u. Поток плазмы (7) имеет скорость V – u. Поток плазмы (8) имеет скорость V + u. Эти два потока плазмы имеют примерно равную массу, а их скорость нужно привести к одинаковому значению, приведенной скорости u’

V + u > u’ > V – u (1)

Поток плазмы (8) теряет часть кинетической энергии ΔE’

 

ΔE’ = m[(V + u)² - u'²]/4 (2)

 

Поток плазмы (7) получает часть кинетической энергии ΔE”

 

ΔE” = m[u'² - (V - u)²]/4 (3)

 

Коэффициент полезного действия прямоточного импульсного МГД-двигателя k равен

 

k = ΔE”/ΔE’ (4)

 

Используя (2, 3, 4) запишем

 

u’²(1 + k) = k(V + u)² + (V – u)² (5)

 

Скорость потока плазмы (7) увеличилась на величину u’ – (V – u). Скорость потока плазмы (8) уменьшилась на величину (V + u) – u’. Таким образом, изменение импульса Δp составит

 

Δp = m[u' - (V - u) - (V + u) + u' ]/2 (6)

 

Перепишем (6) в виде

 

Δp = m[u' - V] (7)

 

Используя (7) запишем выражение для эффективной скорости истечения u(эф.)

 

u(эф.) = u’ – V (6)

 

Важным показателем эффективности работы реактивных двигателей является удельная тяга (отношение создаваемой тяги к расходу рабочего тела). В нашем случае, массовым расходом рабочего тела можно считать расход массы взрывных устройств. С учетом этого, удельная тяга P(уд.) запишется в виде

 

P(уд.) = u(эф.)/(9,81 м/с²) (8)

 

Предположим, скорость космического аппарата V = 60 км/с, скорость расширения продуктов взрыва u = 50 км/с. КПД прямоточного импульсного МГД-двигателя k = 0,8. Используя (5) получаем значение приведенной скорости u’

 

u’ = 73,7 км/с

 

Используя (6, 8) получим значение удельной тяги P(уд. )

 

P(уд.) = 1400 с

 

Скорость движения продуктов взрыва мы приняли равной 50 км/с (что соответствует удельной теплоте взрыва 1250 МДж/кг). Предположим, космический аппарат разгоняется ракетным двигателем, работающим на ядерном топливе с аналогичной удельной теплотой сгорания 1250 МДж/кг. При КПД k = 0,8 удельная тяга такого ядерного двигателя составит 4560 с. Согласно формуле Циолковского, при разгоне от 0 км/с до 60 км/с, из первоначальных 1 кг массы, остается всего 0,26 кг массы. С учетом этого, дальнейший разгон космического аппарата до скорости выше 60 км/с ядерным ракетным двигателем, эквивалентен применению прямоточного импульсного МГД-двигателя с удельной тягой 1185 с (4560 с * 0,26 кг/1 кг). Расчетная удельная тяга МГД-двигателя составляет 1400 с, следовательно, его применение в данном случае представляется более выгодным.

 

Согласно (5, 8) предельное значение удельной тяги в рассматриваемом режиме разгона, достигается в случае V → u. При скорости движения продуктов взрыва u = 50 км/с и КПД прямоточного импульсного МГД-двигателя k = 0. 8, максимальная удельная тяга равна

 

P(уд.) = 2040 с

 

Таким образом, можно сделать следующие выводы. Формирование встречных потоков плазмы в космическом пространстве, может осуществляться при помощи химических, ядерных или термоядерных взрывных устройств. При скорости космического аппарата, превышающей скорость движения продуктов взрыва (V > u), необходимо производить взрывы непосредственно перед космическим аппаратом. Полученные потоки плазмы, используются для разгона, при помощи прямоточного импульсного МГД-двигателя. Применение прямоточного импульсного МГД-двигателя, в этих условиях, является одним из наиболее выгодных и эффективных вариантов разгона космического аппарата.

 

Далее коротко остановимся на работе прямоточного импульсного МГД-двигателя при полете космического аппарата со скоростью, которая меньше скорости движения продуктов взрыва. В этом случае, взрыв непосредственно перед космическим аппаратом приводит к значительным потерям плазмы. Поэтому, подрыв взрывных устройств целесообразно осуществлять либо внутри двигателя космического аппарата, либо позади космического аппарата. При взрыве внутри сквозной трубы (на участке между МГД-движителем и МГД-генератором), прямоточный импульсный МГД-двигатель работает в рассмотренном выше режиме, создавая тягу путем приведения скорости всей плазмы внутри двигателя к одинаковому значению. При подрыве взрывного устройства позади космического аппарата (либо внутри реактивного сопла), задействуется лишь МГД-генератор, для предотвращения выхода плазмы через канал сквозной трубы двигателя. В этих режимах ожидаемая эффективность прямоточного импульсного МГД-двигателя еще выше (чем в рассмотренном в данной статье основном варианте разгона, когда скорость полета космического аппарата, превышает скорость движения продуктов взрыва).

---

Все статьи автора «valik395»

Преобразование энергии ветра в море и на суше: потенциал новой трансмиссии с несколькими генераторами

[1] Рагеб А. , Рагеб М., Технологии редукторов ветряных турбин, INREC10, Амман, Иордания, (2003).

[2] Advanced Wind Turbine Drivetrain Concepts, U.S. Dept.энергетики, DOE / GO-102010-3198, США, (2010).

[3] Гударзи, Н., Павлак, А. , Чжу, В.Д., Анализ конфигурации трансмиссии с несколькими генераторами в ветровых турбинах, Конференция и выставка WINDPOWER Американской ассоциации ветроэнергетики (AWEA), Вирджиния-Бич, штат Вирджиния, США (2012).

[4] Кортелл, Дж., Предварительная оценка конфигурации трансмиссии с несколькими генераторами для ветряных турбин, Отчет NREL, (2002).

[5] Гударзи, Н. и Чжу, W.D., Обзор развития ветряных генераторов во всем мире, Труды Международного конгресса и выставки по машиностроению ASME, Хьюстон, Техас, США, (2012).

[6] Усовершенствованная силовая установка ветряных турбин WindPACT разрабатывает Northern Power Systems, Inc., Wind Partnership for Advanced Component Technology, (2000).

DOI: 10.2172 / 878489

[7] Чжу, В. Д., Гоударзи Н., Ван X.Ф., Кендрик П., Разработка генератора переменной электродвижущей силы для ветряной турбины, Материалы Международного конгресса и выставки по машиностроению ASME, Хьюстон, Техас, (2012).

[8] Гударзи, Н.и Чжу, В. Д., Аэродинамический и электромагнитный анализ генератора переменной электродвижущей силы для ветряной турбины, Труды Международного конгресса и выставки по машиностроению ASME, Хьюстон, Техас, США, (2012).

[9] Шиферл, Р. , Высокотемпературные сверхпроводящие синхронные двигатели: экономические проблемы для промышленного применения, IEEE Transactions on Industry Applications, 44 (5), 1376-1384, (2008).

DOI: 10.1109 / tia.2008.2002219

[10] Льюис, К., и Мюллер, Дж., ВТСП-генератор ветряной турбины с прямым приводом, Общее собрание энергетического общества IEEE, Тампа, (2007).

DOI: 10. 1109 / pes.2007.386069

[11] Z.Дж., Гей, Й.Й., Чанг, Ч., Ву, Гибридное энергогенерирующее устройство, US7518257, (2007).

[12] А.Дж. Павлак, Ветряная турбина переменной скорости с генератором постоянной скорости, US7936098, (2011).

[13] Флемминг, Ф., Основы электромагнитных сцеплений и тормозов, информация на: http: / machinedesign. com / article / the-basics-of-electromagnetic-clutches-and-brakes-0707.

[14] Джавадзаде, Х. , Конструкция муфты электромагнитного постоянного магнита, проектный тезис, Центр передового опыта Онтарио, Университет Торонто, Канада.

[15] Конструкция силовой передачи, сцепления и тормоза, информация на: http: / www.emerson-ept. com / eptroot / public / schools / clthbrk. pdf.

[16] Какинума, К. , Электромагнитная муфта, US 5046594, (1991).

[17] Пур Р., Леттенмайер Т., Отчет об исследовании альтернативной конструкции: Исследование усовершенствованных конструкций приводов ветряных турбин WindPACT, Отчет NREL № SR-500-33196, (2003).

DOI: 10.2172 / 15004456

[18] Дворжак, П. , Преодолевая барьер мощностью 9 МВт, Журнал ветроэнергетики, стр.36, (2010).

[19] А., Михаил, Трансмиссия распределенного поколения для ветряных турбин с высоким крутящим моментом, Clipper Windpower Technology Inc., Отчет № CEC-500-2011-002, (2011).

[20] Стендер Дж. Н., Вентер Г., Кампер М.Дж., Обзор механической конструкции ветрогенератора с радиальным потоком прямого привода, Wind Energy Journal, (2011).

DOI: 10.1002 / we.484

[21] Найт А.М., Обзор топологий преобразователей мощности для ветряных генераторов, Журнал IEEE, (2005).

[22] А. Михаил и Д. Петч, Clipper Liberty Series: Advanced Low Wind Speed ​​Technology, California Wind Energy Collaborative Forum, Дэвис, Калифорния, США, (2005).

[23] Дэн Ф., Чен З., Ветряная турбина с переменной скоростью на основе конфигурации трансмиссии нескольких генераторов, Журнал IEEE, (2010).

DOI: 10.1109 / isgteurope.2010.5638910

[24] Джонсон, Г. Л., Системы ветроэнергетики, Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси, стр.139, (1994).

[25] С.Т., Тойота-ши, И.М., Тойота-ши, Устройство предотвращения утечки масла, EP 1748202 B1, (2007).

[26] О. П., Больцано, Г., Турин, К., Штайнах, Комбинированное лабиринтное уплотнение и винтовая прокладка, уплотняющая конструкция подшипника, US7946591, (2011).

[27] Power Train Engineering Inc., Массово-параметрическое исследование редуктора ветряной турбины для Global Energy Concepts Inc., International Communication, Сиэтл, Вашингтон, США (2000).

[28] Информация о: http: / realneo. нас / блог / джефф-бастер / ветряные турбины-шестерни-проблемы-в-лакаванне.

[29] Дэн Ф., Чен З., Ветряная турбина с переменной скоростью на основе конфигурации трансмиссии нескольких генераторов, Журнал IEEE, (2010).

DOI: 10.1109 / isgteurope.2010.5638910

Электромагнитная муфта | Scientific.

Net Преобразование энергии ветра в море и на суше: потенциал новой трансмиссии с несколькими генераторами

Авторы: Навид Гударзи, Вэй Донг Чжу

Аннотация: Трансмиссия с несколькими генераторами (MGD), в которой один большой генератор в ветряной турбине заменяется несколькими генераторами с одинаковой или разной номинальной мощностью, предлагается вместе с автоматическим переключателем в качестве альтернативы существующей конфигурации MGD.Качественные и количественные сравнения MGD с традиционной трансмиссией приведены для лучшего понимания преимуществ и недостатков использования MGD в ветровых турбинах. Упоминаются новые подходы к повышению эффективности и надежности, расширению рабочего диапазона и снижению стоимости ветряной турбины. Разработана простая математическая модель MGD с электромагнитными муфтами, разработан и изготовлен новый прототип MGD, и на этом прототипе проводятся эксперименты. Сделан вывод, что трансмиссия с несколькими генераторами с генераторами, работающими индивидуально или параллельно, имеет больший потенциал для повышения эффективности и надежности, расширения рабочего диапазона и снижения стоимости морских и наземных ветряных турбин, чем существующая конфигурация MGD.

644

Причина потери эффективности электромагнитной муфты по методу пресс-формы

Авторы: Ши Бо Цзян, Цзе Лю, Тин Фанг

Аннотация: В этой статье проводится подробный анализ свойств и причин потери эффективности электромагнитной муфты на определенном заводе, вводится метод настройки - метод модели, анализируются данные измерений, метод модели является реалистичным методом на практике。

489

Конструкция электромагнитной муфты в неблагоприятных условиях.

Авторы: Дин Фэн, Биан Ю Тан, Юн Синь Юань, Ли Ву, Хун Чжан

Аннотация: Инструмент управления траекторией ствола скважины с высокой скоростью наращивания представляет собой такой тип скважинного инструмента, который используется для управления траекторией ствола скважины с большим отходом от ствола.В связи со сложной рабочей средой необходимо разработать специальную электромагнитную муфту. В первую очередь следует проанализировать агрессивную рабочую среду специальной электромагнитной муфты. Выбирается электромагнитная муфта с проскальзывающими зубьями, и продолжается проектирование конструкции для адаптации к неблагоприятной рабочей среде. Для обеспечения зацепления при повороте оси специально разработана зубчатая передача якоря. Также проверена надежность конструкции и доказано, что такая конструкция может отвечать требованиям работы в агрессивных средах.

686

Исследование усовершенствованного метода управления электромагнитной муфтой в жаккардовом ковре с ворсом

Авторы: H. Y. Цяо, И Цзэ Сунь, Ян Сю, Чжи Цзюнь Сунь

Аннотация: В данной статье предлагается усовершенствованный метод управления, обращая внимание на высокий расход поитра и медленную динамическую реакцию электромагнитной муфты в жаккардовом ковре с тафтинговым покрытием.Во-первых, численная взаимосвязь между электромагнитной силой, размером зазора и током анализируется с помощью метода конечных элементов, и описывается поверхность взаимосвязи. Затем строится математическая модель электромагнитной муфты и решается изменение тока в цепи. Наконец, усовершенствованная методика управления с ШИМ проверена экспериментально. Результаты показывают, что метод эффективен и надежен.

103

Исследование принципа формирования рисунка электронного валика в тафтинговой машине

Авторы: Цзин Цзин Сун, Чжо Мэн, Ли Хэн Шен

Аннотация: За счет совмещения цветных нитей и узорчатого ткачества создаются разнообразные узоры тафтинга. Система формирования рисунка - это ядро ​​машины для тафтинга ковров; его производительность определяет производительность всей машины и качество ткачества. В этой статье был исследован принцип формирования одного электронного ролика, такого как тип электромагнитной муфты, тип серводвигателя и тип шагового двигателя, а также принцип множественного рисунка, такой как два или более двух типов электронного ролика, соответствующее формирование рисунка разработаны механизмы, раскрыт подход, реализующий различные способы формирования множественных паттернов.Принцип формирования рисунка, раскрытый в этой статье, решает общую проблему разработки механизма формирования рисунка. Системы формирования рисунка, разработанные на этом принципе, применялись в различных машинах для тафтинга ковров, и были сотканы разнообразные ковровые изделия высокой точности.

387

Критерии проектирования и возможности процессов | Станция очистки сточных вод Columbia Boulevard

Параметр	Значение
Население сферы услуг	587 865
Количество сотрудников	153
Годовые эксплуатационные расходы	13 900 000
Поток
Поток в сухую погоду	110 мг
Вместимость в сырую погоду	от 380 до 450 мг
Расчетная нагрузка БПК5
Средняя засушливая погода месяц	159 294 чел. На сутки
Максимум сухой месяц месяц	241 860 ppd
Расчетные требования к сбросам
Максимальное среднемесячное содержание взвешенных веществ	30 мг / л
Максимальный среднемесячный БПК5	30 мг / л
Приточные насосы (WWIPS)
Вместимость	150 мг
Номер	9
Тип	6 погружных и 3 погружных карьера
Скорость	6 приводов с регулируемой скоростью и 3 привода с постоянной скоростью
Вместимость	3 при 10 мг 3 при 16 мг 3 при 25 мг
л. с.	3 при 90 3 при 150 3 при 215
Приточные насосы (насосы головные)
Вместимость	300 мг
Номер	6
Тип	центробежный
Скорость	переменная
Вместимость	2 при 40 мкг 4 при 75 мкг
л.с.	2 при 250 4 при 450
Предварительная обработка
Головные уборы
Вместимость	300 мг
Тип сортировки мусора	Экран и грабли
Номер	5
Зазор	5/8 дюйма
Емкости для песка
Номер	6
Тип	Механически индуцированный вихрь
Размер	Диаметр 24 фута
КПД	85 процентов от 100 меш при 130 мг
Установка для защиты от влажной погоды
Вместимость	150 мг
Тип сортировки мусора	Вращающаяся сетка фильтра
Номер	4
Зазор	Перфорированные панели 6 мм (1/4 ") со стойками
Первичная обработка
Первичные осветлители (сухая погода)
Вместимость	160 мг / сут (40 мг на осветлитель)
Номер	4
Размер	250 футов в длину, 60 футов в ширину и от 10 до 14 футов в глубину
Скорость перелива	2,666 gsfd при 120 mgd
Первичные осветлители (влажная погода)
Вместимость	330 мг
Номер	8
Размер	225 футов в длину, 58 футов в ширину и 10 футов в глубину
Скорость перелива (одна установка не работает)	3 284 г / сут при максимальном расходе 2 880 г / сут при 300 мг
Вторичное лечение
Аэрация бассейны
Вместимость	от 100 до 130 мг
Номер	8
Размер	381 фут в длину, 40 футов в ширину и 17 футов в глубину
Объем, шт.	1.8225 MG
Вместимость, каждый	20,0 мг / сут при SVI 80 мл / г
Расчетные органические нагрузки
Мгновенный пик	120 000 BOD5 и 17 800 ppd аммиака
Суточный пик	90 000 BOD5 и 13 350 ppd аммиака
Минимум	20000 BOD5 и 3000 ppd аммиака
Срок содержания под стражей	3.5 часов при 100 мг / сут и 60% RAS
Тип аэрационного оборудования	мелкопузырьковые диффузоры
Тип смесителя (бескислородная зона)	Плавающие механические смесители
Осветлители вторичные
Вместимость	120 мг
Номер	8
Тип квадратный, с периферийной подачей
Размер	125 футов квадрат
Глубина боковой воды	12. 5 футов
Коэффициент перегиба поверхности	800 gsfd при 100 mgd
Скорость загрузки твердых частиц	32,4 ppd на квадратный фут
Срок содержания под стражей	2,79 часа при 100 мг
Удаление осадка	поворотный всасывающий рукав
Рециркуляция осадка
Количество насосов каждого осветлителя	2
Тип	Регулируемая скорость
Общая вместимость	62. 5 мг
Дезинфекция
Вместимость	450 мг в сутки всего
Тип	гипохлорит натрия
Контроль	петля с остаточным ритмом, потоком или сложная петля
Хранилище	75000 галлонов
Насосы-дозаторы	4 сухих погоды и 4 влажных погоды
Реактор	Трубы контактные для хлора
Номинальная мощность, каждая	90 мг
Повторное использование воды
Подающие насосы	2 по 4 мг каждый
Микроэкраны	2 (отверстие для экрана размером 11 микрон)
Вместимость, каждый	3 мг
Напорные насосы	2 по 4 мг каждый
Лента гравитационного уплотнения вторичного ила для сбраживания (TWAS)
Номер	3
Ширина каждая, м	3
Расход сырья, галлонов в минуту	900
Анаэробные варочные котлы
Номер	10
Диаметр, фут	4 AT 90 4 при 105 2 при 104
Глубина боковой воды, футы	4 на 25. 3 4 при 37 2 при 40
Эффективный объем каждого, куб. Футов	4 при 160 000 4 при 320 000 2 при 340 000
Отстойник озера Треугольник
Площадь, га	36
Производительность земснаряда, галлонов в минуту	800
Механическое обезвоживание
Ленточный фильтр-пресс
Номер	4
Ширина ленты, м	2
Скорость загрузки твердых частиц, фут / мин	от 750 до 1000
Когенерация
Номер	2
Тип	Двигатель-генератор мощностью 850 кВт

Генератор

Magnum MDG 150 (144 кВт) - SteadyPower.

com

Мобильный дизельный генератор Generac Magnum MDG150DF4 предлагает дизельный двигатель John Deere, время работы 39 часов и мощность до 144 кВт при тихом уровне 75 дБА.

ОСОБЕННОСТИ ГЕНЕРАТОРА

• Дизельный двигатель John Deere - EPA Tier 4 Final.
• Система управления температурой выхлопных газов (EMT) для минимизации мокрого складирования.
• Система последующей обработки SCR и DOC.
• Электронное изохронное управление.
• Регулировка напряжения +/- 1,0% с помощью регулятора напряжения PM600.
• Marathon Электрический бесщеточный генератор.
• Переключатель напряжения - трехпозиционный.
• Контроллер Power Zone с цветным дисплеем и кнопками (подробности см. Ниже в спецификации)
• Запираемая дверь блока управления с окном диагностики.
• Запираемый ящик для проушин с предохранительным выключателем.
• Контакты дистанционного пуска / останова, расположенные в коробке розеток.
• Выходной наконечник заземления внутри клеммной коробки.
• Главный выключатель на 600 А с независимым расцепителем.
• Розетки для удобства с индивидуальными выключателями.
• Сертификат CSA.

ОСОБЕННОСТИ КОРПУСА

• Алюминиевый звукопоглощающий корпус с полной блокировкой.
• Белая полиэфирная порошковая краска, устойчивая к ультрафиолетовому излучению и выцветанию, отверждаемая при высоких температурах.
• Выключатель аварийной остановки, расположенный снаружи корпуса.
• Центральная точка подъема.
• Большие карманы для вилок.
• Наклейки по эксплуатации и технике безопасности на нескольких языках.
• Держатель для документов с руководством по эксплуатации, включая электрические схемы переменного / постоянного тока.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ПРИЦЕП MTG150 (MTG060) ОСОБЕННОСТИ

• Освещение, одобренное DOT.
• Транспортные стяжки.
• Цепи предохранительные с подпружиненными предохранительными крюками.
• Тормоза от импульсных перенапряжений стандарт.
• Стандартное сцепное устройство с кольцом Pintle 3 ″.
• Тандемные оси 8000 фунтов.
• Подъемник дышла на 10000 фунтов с подножкой.
Бескамерные шины
• ST215 / 75R17.5 - 10-слойные.

СКАЧАТЬ

MDG150 Спецификация

Брошюра о мобильных дизельных генераторах

Magnum MDG

Брошюра по системе EMT

ОПЦИИ ГЕНЕРАТОРА

• Генератор суперстарта.
• Гнездовые соединения Camlock (2 комплекта).
• Бак-трансформатор.
• 4-позиционный переключатель напряжения.
• DVR (2000E - включает обязательный PMG).
• Распараллеливание.

ОПЦИИ ДВИГАТЕЛЯ

• Положительный воздушный отсекатель (электронный).
• Зарядное устройство на 10 А.
• Отсоединение аккумулятора.

ОПЦИИ ДЛЯ ХОЛОДНОГО КЛИМАТА

• 60/40 Охлаждающая жидкость.
• Блок нагревателя.
Нагреватель
• CCV (с понижающим трансформатором).
• Топливный фильтр с подогревом (с понижающим трансформатором).

ОПЦИИ ТОПЛИВНОГО БАКА

• Топливный бак с двойными стенками и улавливанием жидкости.
• Топливный бак с двойными стенками увеличенного пробега.
• Система перекачки топлива с увеличенным рабочим объемом (включает топливные порты и насосы DEF; работает с внешними баками Transcube - продаются отдельно; дополнительную информацию см. В брошюре).

ОПЦИИ ПРИЦЕПА

• Электрические тормоза.
• Домкраты заднего стабилизатора.
• Запасная шина и носитель.
• Система восстановления автомобиля Lojack.
• Алюминиевый ящик для хранения.
• Огнетушитель, 5 фунтов.

Только зарегистрированные клиенты, которые приобрели этот продукт, могут оставить отзыв.

Улучшения системы водоснабжения

North | Бургесс и Нипл

B&N спроектировала и спроектировала расширение / замену и улучшение двух дожимных насосных станций и трех скважин в Северной системе водоснабжения округа Уоррен. Средняя суточная потребность Северной системы водоснабжения составляла 3 миллиона галлонов в сутки (мг / сут) при максимальной дневной потребности более 7 мг / сут. Летом округ Уоррен обычно закупал воду у соседних коммунальных предприятий для удовлетворения потребностей системы. Из-за ожидаемого роста и запланированных подключений к южной системе водоснабжения округу потребовалось расширить Северную водную систему до 19 миллионов долларов в сутки с наращиваемой мощностью 34 миллиона долларов в сутки.

Замена и реабилитация скважин

Северное месторождение скважин округа состоит из семи скважин - трех с погружными насосами и четырех с вертикальными турбинными насосами.Компания B&N разработала усовершенствования для замены двух существующих погружных насосов на вертикальные турбинные насосы, восстановления существующих скважин и обеспечения соответствующих ограждений зданий. B&N также провела полевые исследования скважин, чтобы определить план по увеличению пропускной способности скважин.

Дожимная насосная станция Shelly

Скважины North Well Field перекачивают воду в наземный резервуар Shelly. Дожимная насосная станция Shelly перекачивает воду из наземного резервуара в Северную водную систему.Эта насосная станция имела гарантированную производительность 4 мг / сут и общую производительность 6 мг / сут. B&N оценила альтернативы по расширению этой насосной станции до гарантированной мощности 19 мг / сут с возможностью увеличения до 34 мг / сут. Из представленных альтернатив округ выбрал замену существующей насосной станции той, которая имеет место для шести вертикальных турбинных насосов, каждый с приводом с регулируемой скоростью.

Установка частотно-регулируемых приводов и поэтапное усовершенствование инфраструктуры для удовлетворения потребностей системы распределения обеспечили округу экономию капитальных затрат и затрат на электроэнергию.Другие улучшения станции включали добавление аварийного генератора, трубопроводов на месте и ремонт и реконструкцию существующего здания, чтобы обеспечить возможность обслуживания оператора в существующем здании.

Новая подкачивающая насосная станция Shelly была спроектирована с использованием программного обеспечения для трехмерного рисования, которое помогло округу визуализировать конечный продукт, позволило команде дизайнеров избежать конфликтов между компонентами трубопроводов и зданий и обеспечило эффективность при составлении общего плана.

Подкачивающая насосная станция Dearth

Подкачивающая насосная станция Dearth забирает воду из приподнятого резервуара, заполненного подкачивающей насосной станцией Shelly, и нагнетает ее в зону давления с более высоким гидравлическим градиентом.Эта станция имела гарантированную мощность 3,5 мг / сут с двумя установленными насосами. Компания B&N разработала усовершенствования для добавления третьего насоса (увеличение гарантированной производительности до 6 мг / сут), добавила аварийный генератор для питания двух насосов и выполнила различные улучшения в существующем здании, которое выходит из строя.

Улучшения безопасности

На всех трех объектах B&N разработала усовершенствования системы безопасности, включая считыватели проксимити карт на всех воротах и ​​дверях, автоматические ворота, систему сигнализации, интегрированную с системой SCADA в масштабах всей системы, и камеры наблюдения.

Оценка потенциала для улучшения характеристик ГПВРД за счет применения электромагнитного управления потоком

Аннотация

Устойчивый гиперзвуковой полет с использованием ГРВД - ключевая технология, сокращающая разрыв между турбореактивными двигателями и внеатмосферной средой, где требуется ракета. Недавние усилия были сосредоточены на управлении электромагнитным (ЭМ) потоком для смягчения проблем, связанных с высокими термомеханическими нагрузками и низкой эффективностью движения, связанными с движением ГПВРД.Это исследование представляет собой первый трехмерный вычислительный анализ реалистичного ГПВП в масштабе полета с целью определить, как управление электромагнитным потоком может улучшить характеристики ГПВРД. Кульминацией разработки инструмента квазиодномерного проектирования стала первая геометрия с открытым исходным кодом для всей траектории ГПВД. Затем эта геометрия была тщательно протестирована с помощью трехмерного вычислительного кода Навье-Стокса и ЭМ, связанного с исследовательской лабораторией ВВС. В рамках повышения точности модели был разработан слабосвязанный алгоритм, включающий термохимию.Это привело к появлению единственной модели с открытым исходным кодом впрыска, смешивания и сгорания топлива в двигателе с магнитогазодинамическим (MGD) управлением потоком. Кроме того, инструмент анализа контрольного объема с моделью ионизации электронным пучком был впервые представлен в контексте установленного используемого вычислительного метода. Локальное управление электромагнитным потоком внутри внутреннего впускного отверстия сильно повлияло на силы сопротивления и теплопередачу стенок, но лишь незначительно повысило среднее давление на входе в камеру сгорания.Использование ускорителя MGD для локального увеличения импульса потока было эффективным подходом к улучшению потока в изолятор ГПВРД. Генераторы MGD на базе камеры сгорания превосходят генератор на входе в отношении удельной мощности и общей эффективности двигателя. Было показано, что ускорение MGD неэффективно для улучшения общих характеристик, так как все двигатели с байпасом имеют сопротивление примерно на 33% больше, чем базовое, и ни один из них не достигает состояния автономного питания.

Siemens - Генератор предложений MGD

Чтобы получить доступ к инструментарию Siemens SINAMICS Selling Perfect Harmony или генератору предложений MGD, заполните форму ниже.Представитель Siemens проверит вашу информацию и отправит вам пароль для доступа к инструментам продаж по электронной почте.

Информация для входа в систему

Адрес электронной почты	Электронная почта обязательна. Неверный адрес электронной почты.
Пароль	Необходим пароль.
Подтвердите пароль	Подтвердите пароль. Подтвердите пароль не совпадает.
	Примечание: пароль должен содержать не менее 8 символов, в том числе минимум один буква, одна цифра и один специальный символ.
Контактная информация
Имя	Имя обязательно.
Фамилия	Фамилия обязательна.
Компания	Компания обязательна.
Название	Требуется название.
Почтовый адрес 1
Почтовый адрес 2
Страна	- Выберите --AfghanistanAfricaAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua & BarbudaAntilles, NetherlandsArabia, SaudiArgentinaArmeniaArubaAsiaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamas, TheBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish в Индийском океане Т.Британские Виргинские островаБруней-ДаруссаламБолгарияБуркина-ФасоБурундиКамбоджаКамерунКанадаКапо-ВердеКарибский бассейн, Каймановы островаЦентральноафриканская РеспубликаЦентральная АмерикаЧадЧилиКитайКитайский островКокос (Килинг) островаКолумбияКоморские ОстроваКонго, Демократические острова. Республика Острова КукаКоста-РикаКот-д'ИвуарХорватияКубаКипрЧешская РеспубликаДанияДжибутиДоминикаДоминиканская РеспубликаВосточный Тимор (Тимор-Лешти) ЭквадорЭгипетЭль-СальвадорЭкваториальная ГвинеяЭритреяЭстонияЭфиопияЮжная ФранцияФинляндияФранцузская Республика Мальдивские островаФранцузская республикаGabonGambia, theGeorgiaGermanyGhanaGibraltarGreeceGreenlandGrenadaGuadeloupeGuamGuatemalaGuernsey и AlderneyGuiana, FrenchGuineaGuinea-BissauGuinea, EquatorialGuyanaHaitiHeard и Макдональд. (AU) Святейший Престол (Ватикан) HondurasHong Kong (Китай) HungaryIcelandIndiaIndonesiaIran, Исламская Республика ofIraqIrelandIsraelItalyIvory побережье (Кот-д'Ивуар) JamaicaJapanJerseyJordanKazakhstanKenyaKiribatiKorea Dem. Народная Республика Корея, (Южная) Республика Косово, Кувейт, Кыргызстан, Лао, Народно-Демократическая Республика. Респ. Латвия, Ливан, Лесото, Либерия, Ливийская Арабская Джамахирия, Лихтенштейн, Литва, Люксембург, Макао, (Китай), Македония, БФЮР, Мадагаскар, Малави, Малайзия, Мальдивы, Мали, Мальта, Ман, остров Маршалловы острова, Мартиника (Франция), Мексика, Мексика, Франция, Мавритания, Франция. Государства ofMiddle EastMoldova, Республика ofMonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmar (бывшая Бирма) NamibiaNauruNepalNetherlandsNetherlands AntillesNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorth AmericaNorthern Mariana IslandsNorwayOceaniaOmanPakistanPalauPalestinian TerritoryPanamaPapua Новый GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairn IslandPolandPortugalPuerto RicoQatarReunion (FR) RomaniaRussia (Русский Fed.) RwandaSahara, WesternSaint Бартелеми (FR) Святой Елены (Великобритания) Сент-Китс и NevisSaint LuciaSaint Мартин (Франция) С Пьер и Микелон (Франция) С Винсент и ГренадиныСамоаСан-МариноСао-Томе и ПринсипиСаудовская АравияСенегалСербияСейшельские островаСьерра-ЛеонеСингапурСловакияСловенияСоломоновы островаСомалиЮжная АфрикаЮжная АмерикаGeorge & S.SandwichSpainSri Ланка (бывший Ceilan) SudanSurinameSvalbard и Ян Майен Is.SwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwanTajikistanTanzania, United Rep. OfThailandTimor-Лешти (Восточный Тимор) TogoTokelauTongaTrinidad и TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks и Кайкос IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited Arab EmiratesUnited KingdomUnited StatesUS Экваторияльная Isl. UruguayUzbekistanVanuatuVatican (Святейший Престол) Венесуэла, Вьетнам, Виргинские острова, Британские Виргинские острова, США, Уоллис и Футуна, Западная Сахара, Йемен, Замбия, Зимбабве, страна обязательна.
Город
Государство	- Выберите --AKALARASAZCACOCTDCDEFLFMGAGUHIIAIDILINKSKYLAMAMDMEMHMIMNMOMPMSMTNCNDNENHNJNMNVNYOHOKORPAPRPWRISCSDTNTXUTVAVIVTWAWIWVWY
Почтовый индекс
Рабочий телефон	Требуется служебный телефон.
Мобильный телефон
Доступ к системе	Только двигатели Приводы и двигатели + приводы Требуется доступ к системе.
	Установите флажок "Только двигатели" для получения разрешения для настройки двигателя AboveNEMA.