Magnetohidrodinamik

(MHD), plazmanın ya da genel olarak, altındaki davranışını inceleyen fizik dalı.

Plazma, onu oluşturan parçacıkların, örneğin elektronların, iyonların, nötr parçacıkların davranışları ayrı ayrı ele alınarak ve bu davranışlara ilişkin denklemlerden yararlanılarak incelenebilir. Ama plazmanın tümünü tek bir akışkan olarak göz önüne almak çoğu kez daha elverişli olmaktadır. Plazma iyonlaşmış durumda olduğundan, iyonlaşmamış akışkanların tersine, elektrik ve magnetik alanlardan büyük ölçüde etkilenir; bu alanlar plazmaya dışarıdan uygulanan alanlar olabileceği gibi plazmanın kendi oluşturduğu alanlar da olabilir. Bu nedenle plazmanın davranışını betimleyen denklemler plazma ile bu alanlar arasındaki sıkı ilişkinin etkilerini içermek zorundadır.

Magnetik etkilerin hesaba katılması sonucunda sıradan akışkanlar mekaniğindeki niceliklere karşılık gelen nicelikler, örneğin , magnetik basınç, magnetik Reynolds sayısı ve magnetik yayınım ortaya çıkar.

,

magnetohidrodinamik üreteç, elektriksel olarak iletken bir akışkan ile bir magnetik alanın etkileşimi yoluyla elektrik akımı üreten donanımların ortak adı.

Alışılmış elektrik üreteçlerinin tersine, magnetohidrodinamik üreteçlerde elektrik enerjisi doğrudan enerji dönüşümüyle elde edilir. Örneğin alışılmış bir elektrik santralında fosil yakıtlarda depolanmış durumdaki enerji önce ısı enerjisine çevrilir, bu Isı enerjisinden yararlanılarak su, buhar haline dönüştürülür; buharın basıncıyla dönen türbinler de üreteçleri (jeneratör) döndürür, böylece elektrik enerjisi elde edilir. Buna karşılık magnetohidrodinamik üreteçlerde iletken akışkanın (genellikle bu. akışkan fosil yakıtlardan elde edilen iyonlaşmış yanma gazlarından oluşur) ısıl ve kinetik enerjisi doğrudan elektrik enerjisine dönüştürülür. Bu iyonlaşmış gaz (plazma) karşılıklı iki duvarı iletken, öteki iki duvarı ise yalıtkan olan dikdörtgen kesitli bir kanaldan geçirilir. İletken duvarlar elektrotları oluşturur. Kanal çevresine plazmanın akış doğruliusuna dik doğrultuda güçlü bir magnetik alan uygulanır. Plazma, kanal (dolayısıyla magnetik alan) içinden geçerken elektrotlar arasında bir elektrik gerilimi ortaya çikar. Bu gerilimin değeri plazmanın akış hızı, uygulanan magnetik alanın şiddeti ve kanalın genişliği ile orantılıdır. Elektrotlar arasına bir yük (örn. bir elektrik ampulü) bağlanırsa bu yükten elektrik akımı geçer. Bu akım kanal içinde devresini elektrotlar arasından tamamlar. Kanal içinde enlemesine akan bu akım, kanaldan akan plazmanın hızını azaltıcı bir kuvvet uygular ve plazmanın bu kuvveti yenmesi için iş yapması gerekir. Plazmadan bu yolla alınan enerji doğrudan elektrik enerjisine çevrilmiş olur.

İletken bir akışkan ile bir magnetik alanın etkileşimine ilişkin temel ilkeler 1830’larda Michael Faraday tarafından ortaya kondu. Ama ilk deneysel magnetohidrodinamik üreteç, Faraday’dan 100 yıl kadar sonra, 1938’de, ABD’de B. Karlovitz ve D. Halâsz tarafından gerçekleştirildi. Ne var ki bu deneyler, iyonlaşmış gazların nitelikleri iyi bilinmediği ve çok yüksek sıcaklıkların gerekli olduğu tam anlaşılamadığı için başarılı olamadı. Ama 1950’lerin sonlarında 10 kW gücünde bir üretecin gerçekleştirilmesi mümkün oldu. ABD’li ve SSCB’li araştırmacılar çok güçlü bir magnetik alanın kullanıldığı bir magnetohidrodinamik üretecin yapımı için 1973’te Moskova yakınlarında bir deney merkezinde ortak bir çalışma başlattılar. Bu çalışma sonucunda üstüniletken bobinli 40 tonluk dev bir elektromıknatısın kullanıldığı bir üreteç geliştirildi ve Aralık 1977’de 10 saat süresince başarıyla çalıştırıldı. Bu alandaki araştırma ve geliştirme programları Fransa, AFC, İngiltere, Japonya, Polonya, Rusya ve ABD’de yoğun bir biçimde sürdürülmektedir.

Güneş püskürmelerinin Yer’in üst atmosferinde yol açtığı tedirginliklere yol açan olay

 

Yakıt olarak kömür kullanan magnetohidrodinamik elektrik santrallarının geleneksel yöntemle çalışan santrallara oranla daha yüksek verimle çalışacakları öngörülmektedir. Geleneksel santrallar yakıttaki enerji potansiyelinin yalnızca yüzde 35 kadarını elektrik enerjisine dönüştürebilmektedir. Buna karşılık magnetohidrodinamik üreteçlerin yüzde 50-60 verimle çalışacağı hesaplanmaktadır. Magnetohidrodinamik üreteçlerin bir başka üstünlüğü de daha az hava kirlenmesine yol açmalarıdır

No Responses

  1. A.Arif Efler 19 Ekim 2019

Sen de birkaç kelam et...

Select Language