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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2110131

Magneto VERFAHREN ZUR WÄRMEEnergie in Strom geschlossenen Kreislauf (MHD-Generator) CONVERTING

Magneto VERFAHREN ZUR WÄRMEENERGIE CONVERTING
Der geschlossene Kreislauf STROM (MHD-Generator)

Name des Erfinders:. Slavin VS; Danilov VV
Der Name des Patentinhabers: Krasnoyarsk State Technical University
Adresse für die Korrespondenz:
Startdatum des Patents: 1996.08.06

Das Verfahren umfaßt die Beschleunigung des Inertgasstroms, einen Strom zu schaffen , bevor der MHD - Generator Kanalzeit periodische Schichten mit hoher elektrischer Leitfähigkeit und Selbsterhaltung der Bewegung solcher Schichten in dem Kanal aufgrund der Energiefluss eintritt. Die Schichten mit hoher elektrischer Leitfähigkeit hergestellt unter Verwendung der gepulsten Strahlen von energiereichen Elektronen. Strahlleistung wird aus der Bedingung bestimmt: n e> n Sacha(Ion), wobei n e - Konzentration von Elektronen in den Schichten: n Saha - Gleichgewichtskonzentration von Elektronen aus der Saha Gleichung bestimmt; T - Ionen - die Schwellentemperatur , bei der die lawinenartig thermische Ionisation beginnt. Die Temperatur in elektrisch leitenden Schichten von T e im Bereich von 4000 gehalten K <T f<T ion.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft die Erzeugung von elektrischer Energie und kann in elektrischen Kraftwerken, Wärmeleitschicht Umwandlung in elektrische Energie verwendet werden. Von besonderer Bedeutung kann diese Erfindung erhalten eine leistungsfähige Raummacht zu schaffen, in dem ein geschlossener Kreislauf für die Installation des Körpers von entscheidender Bedeutung ist.

Verfahren zur Herstellung von elektrischer Energie zu dem Hall - MHD - Generator mit einem Ungleichgewichts Leitfähigkeit [1], die in der Tatsache besteht , dass die Bewegung eines einatomigen Gases etwa 0,01% des Alkalimetalladditiv in einem transversalen Magnetfeld des MHD - Kanal enthält es die Entwicklung der elektrischen Entladung ist nachhaltig elektrisches Feld induziert. Entladung in einer einatomigen Gas ist ein Nichtgleichgewichts, und darin, die Elektronentemperatur wesentlich höher (T e in etwa 4000K) Gastemperatur (T g von etwa 1000K). Bei dieser Temperatur werden Elektronen Alkalimetallzusatz vollständig ionisiertes Plasma und elektrische Leitfähigkeit Definierte nur additive Ionisation wird davon abhängen , wie die Elektronentemperatur T - e 1/2. SALE Zustand hier Er bestimmt die Stabilität der Entladung zur Entwicklung der Ionisierung Instabilität. Der Nachteil dieser Methode ist die Verwendung eines Additivs, das schwierig zu gleichmäßig in den Gasstrom einzuführen und anschließend Tiefenreinigung des aus dem Zusatz Abgas auszuführen. Darüber hinaus hängt der Hallgenerator in der isentrope Wirkungsgrad des Prozesses auf dem Parameter und der Hall müssen zufriedenstellende Leistung zu erreichen, dass dieser Parameter größer als 10 ist. Allerdings Turbulenz Überschallströmung in den Kanal eines MHD - Generators nicht die Option über der Halle 3 zu erhöhen erlaubt.

Bekanntes Verfahren [2] erhalten wird elektrische Energie in einem Generator Faraday MHD ist eine geschlossene Schleife bildenden System , umfassend die Verwendung hoher Spannung gepulste elektrische Entladung anfängliche Ionisation des Inertgases, und kein Alkalimetallzusatz enthält. Der Ableiter arbeitet in einem Batch - Modus, und das Ergebnis wird in der Gasströmung von Plasmagerinnsel Serie Gasfluß MHD Wechselwirkung mit dem Magnetfeld bereitstellt. Selbst bleibt nicht leitenden Gasstrom, sondern durch Plasmaschichten in einem transversalen Magnetfeld schieben, es funktioniert, und somit wandelt seine Wärmeenergie in elektrische Energie. Die Leitfähigkeit der Schichten aus Plasma durch elektrische Beheizung des Elektronengases Stromfluss in den Schichten aufrechterhalten wird.

Die Art der Gasentladung in den leitenden Schichten der nicht-Gleichgewicht, in dem Sinne, dass die Elektronentemperatur als in dem Gas wesentlich höher ist. Um die elektrische Leitfähigkeit in dieser Art und Weise zu erstellen, um den Mechanismus der thermischen Ionisierung, die erfordert , dass die Elektronentemperatur über dem Schwellenwert T Ion ist. Wenn T e> T ion) ein Lawinen Erhöhung der Konzentration freier Elektronen. Diese Temperaturschwellen unterscheiden sich für verschiedene Gase, wie Argon für etwa 3,000 T ion, Helium T ion etwa 15.000. Das vorliegende Verfahren ist die nächste Lösung der Aufgabe der vorliegenden Anmeldung so wählen, um es als Prototyp. Es ist möglich , diese in den Prozess [1] Schwächen zu vermeiden, da es keine alkalische Zusatzstoffe, und der Typus des MHD - Generators ist Faraday.

Allerdings hat der Prototyp seine eigenen Fehler , die es ein wenig effektiv arbeiten zu machen. Unter den beschriebenen Bedingungen, in der Regel beträgt die Elektronendichte n e kleiner ist als der Gleichgewichtswert aus der Gleichung Saha bestimmt. die Elektronentemperatur Erhöhung zu einer Erhöhung n e führen sind, und zu einer Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit, t. E. Hier wird der Zustand der Ionisierung Instabilität Dies reduziert drastisch die Effizienz des Erzeugungsprozesses. Darüber hinaus ist die Erfahrung von High-Ungleichgewichtsgasentladungen gut bekannt , dass die Organisation eines hohen homogenen Entladung, die Dauer von> 10 -5 s, fast unmöglich, die der Festlegung vorläufiger Ionisationssystem Zweifel an der Möglichkeit wirft basierend auf einer solchen Entladung.

Das Ziel der Erfindung ist es, die Stabilität des Gasplasmafluss zur Entwicklung der Ionisierung Instabilität zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die magneto Verfahren Wärmeenergie in elektrische geschlossene Schleife einschließlich der Beschleunigung des Inertgasstroms der Umwandlung, um einen Strom zu schaffen , bevor der Kanal des MHD - Generator periodischer zeitSchichten mit hoher elektrischer Leitfähigkeit, Bewegung und Selbsterhaltung der Schichten im Kanal MHD - Generator Eingabe für durch den Energiefluss, der Entfernung der Nutzleistung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung Schichten mit hoher elektrischer Leitfähigkeit zu schaffen , einen gepulsten Strahl von Hochenergieelektronen verwendet, Leistung von dem durch die Bedingung bestimmt ist, n e> n Sakha(T ion), wobei n e - die Elektronendichte in den leitenden Schichten; n Saha Gleichgewicht Elektronendichte von der Saha Gleichung bestimmt; T - Ionen - die Schwellentemperatur , bei der die lawinenartig thermische Ionisation, mit der Elektronentemperatur in elektrisch leitenden Schichten beginnt, in dem Bereich gehalten: 4000K <T <T Wobei T e - die Elektronentemperatur in elektrisch leitenden Schichten. Rekombination in Inertgasen hat ein Merkmal in der Tatsache besteht , daß bei Temperaturen oberhalb 4000K die Elektronen Rekombinationsrate drastisch verringert , um mehr als 100 mal in Ausrichtung mit dem Alkalimetallplasma. Somit ist die Erfüllung der Bedingung 4000K <T <T Es ermöglicht Ihnen , den Prozess der Rekombination zu verlangsamen und Ungleichgewichts elektrische Leitfähigkeit während der gesamten Dauer der Bewegung des plasmoid auf dem MHD - Kanal zu halten. Im Rekombinationseinrichtungen Plasmazustand Was die Ionisierung Instabilität unterdrücken kann.

Die Zeichnung zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Magneto VERFAHREN ZUR WÄRMEEnergie in Strom geschlossenen Kreislauf (MHD-Generator) umgewandelt wird. Russische Föderation Patent RU2110131

Die Vorrichtung umfasst eine Überschalldüse 1, 2 Impuls Einspritzsystems eines Elektronenstrahls, eine Mikrowellenquelle 3, Elektroden 4 Kanal MHD - Generatorspule Elektromagnet 5, das Plasma elektrisch leitenden Schichten 6, 7 Kanal MHD-Generator, 8 Systemlastleistung, Last 9.

Das Verfahren ist wie folgt. Das erwärmte Inertgas (beispielsweise Helium), dessen Temperatur kann von 1500K <T Bereich ausgewählt werden <Z000K, dispergiert in einer Ultraschalldüse 1. Vor dem MHD - Generator Kanal periodisch durch das System 2 eintritt , injiziert Strahl hochenergetischer Elektronen ( 300 keV, mit einem Strom im Strahlen 1A), was zu einem Gasstrom Schichten leitfähigen Ungleichgewichtsplasma aufweist. Um die Elektronentemperatur im Bereich von 4000 K <T beibehalten <T am Einlaßabschnitt des Kanals kein Magnetfeld enthält , die durch eine Lieferung von elektromagnetischer Energie von Mikrowellen -source 3. Weiter vorgesehen ist, Strom des Gases in die leitenden Schichten 7 -Kanal MHD eingeführt, wobei die Bewegung in einem transversalen Magnetfeld von der Spule 5 erzeugt wird , stellt sich die induzierte elektromotorische Kraft. Hier wird die Wartung der Elektronentemperatur in den elektronischen Schichten durch die Emission von Wärme von dem induzierten Stromfluß erfolgt, die durch das Stromversorgungssystem geregelt 8. Nettoleistung in der Last 9 zugeordnet ist.

Numerische Simulationen Erzeugungsverfahren, die die beschriebene Methode implementiert hat gezeigt, dass Helium-Modus kann mit den folgenden Wirksamkeitsparametern realisiert werden:

  • der Grad der Umwandlung in Strom Enthalpie - 42%;
  • isentropen Wirkungsgrad (interne Effizienz) - 84%.

Installation solcher Parameter wird eine MHD - Kraftwerk mit einem Gesamtwirkungsgrad von über 60% der Erdenergie, wie im Falle der Raumfahrtanwendungen spezifische Leistung des Kraftwerks kann etwa 3 kW / kg, erzeugen , die etwa das Hundertfache höher ist als die der gegenwärtig verwendeten Platten Solarzellen. Mathematische Modellierung hat gezeigt, und daß das Verfahren eine ungleichmßige gasPlasmaStrom von Helium Ionisation Instabilitätseffekte zu erzeugen, fehlen.

QUELLEN VON INFORMATIONEN

  1. T.Okamura, et al., "Bewertung und neue Ergebnisse von hoher Enthalpie Extraktionsversuche am Tokyo Institute of Technology", 32. Symh. Technische Aspekte der MHD, Session 11, Pittsburgh, USA, Juntl994.

  2. Slavin VS, Zeiinsky NI, Lazareva NN "Persianov PG" Disk Kreislauf MHD-Generator mit Faraday-Typ-Kanal Arbeiten an reinen Edelgas ", ein Artikel in den Proceedings der Internationalen Konferenz" 11-ten Intern. Conf. auf MHD Electrical Power Generation ", Vol.4, S.. 1190-1198, Chinesische Akademie der Wissenschaften, Peking 1992.

FORDERUNGEN

Magneto Verfahren für die thermische Energie in elektrische geschlossene Schleife einschließlich der Beschleunigung des Inertgasstroms Umwandeln eines Stroms zu schaffen , bevor der Kanal des MHD - Generator periodischer zeitSchichten mit hoher elektrischer Leitfähigkeit, Bewegung und Selbsterhaltung der Eingabe von Schichten in den Kanal des MHD - Generators durch den Fluss von Energie, die Entfernung der Nutzleistung , dadurch gekennzeichnet, dass Schichten mit hoher elektrischer Leitfähigkeit mit einem gepulsten Strahl von Elektronen hoher Energie, die Kraft zu schaffen, wird durch die Bedingung bestimmt,

n e> n Sacha(T - Ion),

wobei n e - die Elektronendichte in den leitenden Schichten;

n Saha - Gleichgewichtskonzentration von Elektronen aus der Saha - Gleichung bestimmt;

T - Ionen - die Schwellentemperatur , bei der die lawinenartig thermische Ionisation beginnt,

während die Elektronentemperatur in elektrisch leitfähigen Schichten im Bereich von 4000 K <T <T ion, wo Te gehalten - die Elektronentemperatur in elektrisch leitenden Schichten.

Druckversion
Erscheinungsdatum 05.11.2006gg