ম্যাগনেটোহাইড্রোডাইনামিক জেনারেটর: ডিভাইস, অপারেশনের নীতি এবং উদ্দেশ্য

2024 লেখক: Howard Calhoun | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2023-12-17 10:20

পৃথিবী গ্রহের সমস্ত বিকল্প শক্তির উত্স এখনও পর্যন্ত অধ্যয়ন এবং সফলভাবে প্রয়োগ করা হয়নি। তবুও, মানবতা এই দিকে সক্রিয়ভাবে বিকাশ করছে এবং নতুন বিকল্পগুলি সন্ধান করছে। তাদের মধ্যে একটি ছিল ইলেক্ট্রোলাইট থেকে শক্তি প্রাপ্ত করা, যা একটি চৌম্বক ক্ষেত্রে রয়েছে৷

পরিকল্পিত প্রভাব এবং নামের উৎপত্তি

এই ক্ষেত্রের প্রথম কাজগুলি ফ্যারাডেকে দায়ী করা হয়, যিনি 1832 সালের প্রথম দিকে পরীক্ষাগার অবস্থায় কাজ করেছিলেন। তিনি তথাকথিত ম্যাগনেটোহাইড্রোডাইনামিক প্রভাবের তদন্ত করেছিলেন, বা বরং, তিনি একটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক চালিকা শক্তি খুঁজছিলেন এবং সফলভাবে এটি প্রয়োগ করার চেষ্টা করেছিলেন। টেমস নদীর স্রোত শক্তির উৎস হিসেবে ব্যবহৃত হত। প্রভাবের নামের সাথে, ইনস্টলেশনটি এর নামও পেয়েছে - একটি ম্যাগনেটোহাইড্রোডাইনামিক জেনারেটর৷

এই MHD ডিভাইসটি সরাসরি একজনকে রূপান্তর করেশক্তির অন্য রূপ, যথা যান্ত্রিক থেকে বৈদ্যুতিক। এই জাতীয় প্রক্রিয়ার বৈশিষ্ট্য এবং সামগ্রিকভাবে এর ক্রিয়াকলাপের নীতির বর্ণনা ম্যাগনেটোহাইড্রোডাইনামিক্সে বিশদে বর্ণনা করা হয়েছে। জেনারেটর নিজেই এই শৃঙ্খলার নামে নামকরণ করা হয়েছিল।

প্রভাব কর্মের বর্ণনা

সর্বপ্রথম, ডিভাইসটির অপারেশন চলাকালীন কী ঘটে তা আপনার বুঝতে হবে। কর্মে ম্যাগনেটোহাইড্রোডাইনামিক জেনারেটরের নীতি বোঝার এটিই একমাত্র উপায়। প্রভাব একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের চেহারা এবং, অবশ্যই, ইলেক্ট্রোলাইটে একটি বৈদ্যুতিক বর্তমান উপর ভিত্তি করে। পরেরটি বিভিন্ন মিডিয়া দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয়, উদাহরণস্বরূপ, তরল ধাতু, প্লাজমা (গ্যাস) বা জল। এর থেকে আমরা উপসংহারে আসতে পারি যে অপারেশনের নীতিটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্ডাকশনের উপর ভিত্তি করে, যা বিদ্যুৎ উৎপন্ন করতে একটি চৌম্বক ক্ষেত্র ব্যবহার করে।

এটা দেখা যাচ্ছে যে কন্ডাক্টরকে অবশ্যই বল ক্ষেত্র রেখার সাথে ছেদ করতে হবে। এটি, পরিবর্তে, চলমান কণাগুলির সাথে বিপরীত চার্জ সহ আয়নগুলির প্রবাহের জন্য ডিভাইসের ভিতরে উপস্থিত হতে শুরু করার জন্য একটি বাধ্যতামূলক শর্ত। ফিল্ড লাইনের আচরণ লক্ষ্য করাও গুরুত্বপূর্ণ। তাদের থেকে তৈরি চৌম্বক ক্ষেত্রটি যেখানে আয়ন চার্জগুলি অবস্থিত সেখান থেকে বিপরীত দিকে কন্ডাকটরের ভিতরে চলে যায়।

MHD জেনারেটরের সংজ্ঞা এবং ইতিহাস

ইন্সটলেশন হল একটি যন্ত্র যা তাপ শক্তিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত করে। এটা সম্পূর্ণরূপে উপরোক্ত প্রযোজ্যপ্রভাব। একই সময়ে, ম্যাগনেটোহাইড্রোডাইনামিক জেনারেটরগুলিকে এক সময়ে বেশ একটি উদ্ভাবনী এবং যুগান্তকারী ধারণা হিসাবে বিবেচনা করা হয়েছিল, যার প্রথম নমুনাগুলির নির্মাণ বিংশ শতাব্দীর নেতৃস্থানীয় বিজ্ঞানীদের মন দখল করেছিল। শীঘ্রই, এই ধরনের প্রকল্পগুলির জন্য অর্থায়ন সম্পূর্ণরূপে স্পষ্ট নয় এমন কারণগুলির জন্য শেষ হয়ে যায়। প্রথম পরীক্ষামূলক স্থাপনাগুলি ইতিমধ্যেই তৈরি করা হয়েছে, কিন্তু তাদের ব্যবহার পরিত্যাগ করা হয়েছে৷

ম্যাগনেটোডাইনামিক জেনারেটরগুলির প্রথম নকশাগুলি 1907-910 সালে বর্ণনা করা হয়েছিল, তবে, অনেকগুলি পরস্পরবিরোধী শারীরিক এবং স্থাপত্য বৈশিষ্ট্যের কারণে সেগুলি তৈরি করা যায়নি। উদাহরণ হিসাবে, আমরা এই সত্যটি উদ্ধৃত করতে পারি যে এখনও এমন উপকরণ তৈরি করা হয়নি যা বায়বীয় পরিবেশে 2500-3000 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় স্বাভাবিকভাবে কাজ করতে পারে। রাশিয়ান মডেলটি নভোমিচুরিনস্ক শহরে একটি বিশেষভাবে নির্মিত এমজিডিইএস-এ উপস্থিত হওয়ার কথা ছিল, যা রাজ্য জেলা বিদ্যুৎ কেন্দ্রের কাছাকাছি রিয়াজান অঞ্চলে অবস্থিত। প্রকল্পটি 1990 এর দশকের গোড়ার দিকে বাতিল করা হয়েছিল৷

ডিভাইস কিভাবে কাজ করে

ম্যাগনেটোহাইড্রোডাইনামিক জেনারেটরগুলির নকশা এবং পরিচালনার নীতি বেশিরভাগ অংশে সাধারণ মেশিনের বৈকল্পিকগুলির পুনরাবৃত্তি করে৷ ভিত্তি হল ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক আবেশের প্রভাব, যার মানে কন্ডাকটরে একটি কারেন্ট উপস্থিত হয়। এটি এই কারণে যে পরবর্তীটি ডিভাইসের ভিতরে চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের লাইনগুলি অতিক্রম করে। যাইহোক, মেশিন এবং MHD জেনারেটরের মধ্যে একটি পার্থক্য আছে। এটা সত্য যে magnetohydrodynamic বৈকল্পিক জন্য হিসাবেকন্ডাকটর সরাসরি কার্যকারী সংস্থা দ্বারা ব্যবহৃত হয়৷

অ্যাকশনটি চার্জযুক্ত কণার উপর ভিত্তি করেও, যা লরেন্টজ বল দ্বারা প্রভাবিত হয়। কর্মক্ষম তরলের চলাচল চৌম্বক ক্ষেত্র জুড়ে ঘটে। এই কারণে, ঠিক বিপরীত দিকের সঙ্গে চার্জ বাহক প্রবাহ আছে. গঠনের পর্যায়ে, MHD জেনারেটর প্রধানত বৈদ্যুতিক পরিবাহী তরল বা ইলেক্ট্রোলাইট ব্যবহার করে। তারাই ছিল খুব কর্মক্ষম সংস্থা। আধুনিক বৈচিত্রগুলি প্লাজমাতে স্যুইচ করেছে। নতুন মেশিনের চার্জ বাহক হল ধনাত্মক আয়ন এবং বিনামূল্যের ইলেকট্রন।

MHD জেনারেটরের ডিজাইন

যন্ত্রের প্রথম নোডটিকে চ্যানেল বলা হয় যার মধ্য দিয়ে কার্যকারী তরল চলাচল করে। বর্তমানে, ম্যাগনেটোহাইড্রোডাইনামিক জেনারেটরগুলি প্রধানত প্রধান মাধ্যম হিসাবে প্লাজমা ব্যবহার করে। পরবর্তী নোড হল চুম্বকগুলির একটি সিস্টেম যা কাজের প্রক্রিয়া চলাকালীন প্রাপ্ত শক্তিকে সরিয়ে দেওয়ার জন্য একটি চৌম্বক ক্ষেত্র এবং ইলেক্ট্রোড তৈরির জন্য দায়ী। তবে সূত্র ভিন্ন হতে পারে। ইলেক্ট্রোম্যাগনেট এবং স্থায়ী চুম্বক উভয়ই সিস্টেমে ব্যবহার করা যেতে পারে।

পরবর্তী, গ্যাসটি বিদ্যুৎ সঞ্চালন করে এবং তাপ আয়নকরণ তাপমাত্রা পর্যন্ত উত্তপ্ত করে, যা প্রায় 10,000 কেলভিন। এই সূচকের পরে হ্রাস করা আবশ্যক। কাজের পরিবেশে ক্ষারীয় ধাতুর সাথে বিশেষ সংযোজন যুক্ত হওয়ার কারণে তাপমাত্রা বারটি 2, 2-2, 7 হাজার কেলভিনে নেমে আসে। অন্যথায়, প্লাজমা যথেষ্ট নয়ডিগ্রী কার্যকর, কারণ এর বৈদ্যুতিক পরিবাহিতার মান একই জলের তুলনায় অনেক কম হয়ে যায়।

সাধারণ ডিভাইস চক্র

অন্যান্য নোডগুলি যেগুলি ম্যাগনেটোহাইড্রোডাইনামিক জেনারেটরের নকশা তৈরি করে সেগুলি যে ক্রমানুসারে কার্যকরী প্রক্রিয়াগুলির একটি বিবরণের সাথে সেরা তালিকাভুক্ত হয়৷

1. দহন চেম্বার এটিতে লোড করা জ্বালানী গ্রহণ করে। অক্সিডাইজিং এজেন্ট এবং বিভিন্ন সংযোজনও যোগ করা হয়৷
2. জ্বালানি জ্বলতে শুরু করে, যা গ্যাসকে দহনের পণ্য হিসাবে তৈরি করতে দেয়।
3. পরবর্তী, জেনারেটরের অগ্রভাগ সক্রিয় করা হয়েছে৷ গ্যাসগুলি এর মধ্য দিয়ে যায়, তারপরে তারা প্রসারিত হয় এবং তাদের গতি শব্দের গতিতে বৃদ্ধি পায়।
4. অ্যাকশনটি এমন একটি চেম্বারে আসে যা একটি চৌম্বক ক্ষেত্র নিজের মধ্য দিয়ে যায়। এর দেয়ালে বিশেষ ইলেক্ট্রোড রয়েছে। চক্রের এই পর্যায়ে গ্যাসগুলি এখানে আসে।
5. অতঃপর চার্জযুক্ত কণার প্রভাবে কর্মরত দেহটি তার প্রাথমিক গতিপথ থেকে বিচ্যুত হয়। নতুন দিক ঠিক যেখানে ইলেক্ট্রোড আছে।
6. চূড়ান্ত পর্যায়। ইলেক্ট্রোডগুলির মধ্যে একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ উৎপন্ন হয়। এখানেই চক্র শেষ হয়।

প্রধান শ্রেণীবিভাগ

সমাপ্ত ডিভাইসের জন্য অনেকগুলি বিকল্প রয়েছে, তবে অপারেশনের নীতিটি তাদের যে কোনওটিতে কার্যত একই হবে। উদাহরণস্বরূপ, জীবাশ্ম দহন পণ্যের মতো কঠিন জ্বালানীতে একটি ম্যাগনেটোহাইড্রোডাইনামিক জেনারেটর চালু করা সম্ভব। এছাড়াও একটি উত্স হিসাবেশক্তি, ক্ষারীয় ধাতব বাষ্প এবং তরল ধাতুর সাথে তাদের দ্বি-পর্যায়ের মিশ্রণ ব্যবহার করা হয়। অপারেশনের সময়কাল অনুসারে, MHD জেনারেটরগুলি দীর্ঘমেয়াদী এবং স্বল্প-মেয়াদীতে বিভক্ত, এবং পরেরটি - স্পন্দিত এবং বিস্ফোরক। তাপের উৎসের মধ্যে রয়েছে পারমাণবিক চুল্লি, হিট এক্সচেঞ্জার এবং জেট ইঞ্জিন।

এছাড়া, কাজের চক্রের ধরন অনুসারে একটি শ্রেণিবিন্যাসও রয়েছে। এখানে বিভাজন শুধুমাত্র দুটি প্রধান প্রকারে ঘটে। ওপেন সাইকেল জেনারেটরগুলিতে অ্যাডিটিভের সাথে মিশ্রিত একটি কার্যকরী তরল থাকে। দহন পণ্যগুলি কাজের চেম্বারের মধ্য দিয়ে যায়, যেখানে সেগুলি প্রক্রিয়ায় অমেধ্য পরিষ্কার করা হয় এবং বায়ুমণ্ডলে ছেড়ে দেওয়া হয়। একটি বন্ধ চক্রে, কার্যকারী তরল তাপ এক্সচেঞ্জারে প্রবেশ করে এবং শুধুমাত্র তারপর জেনারেটর চেম্বারে প্রবেশ করে। এর পরে, দহন পণ্যগুলি সংকোচকারীর জন্য অপেক্ষা করছে, যা চক্রটি সম্পূর্ণ করে। এর পরে, কার্যকারী তরল তাপ এক্সচেঞ্জারে প্রথম পর্যায়ে ফিরে আসে।

প্রধান বৈশিষ্ট্য

যদি একটি ম্যাগনেটোহাইড্রোডাইনামিক জেনারেটর কী তৈরি করে সেই প্রশ্নটিকে সম্পূর্ণরূপে আচ্ছাদিত বলে বিবেচনা করা যেতে পারে, তাহলে এই জাতীয় ডিভাইসগুলির প্রধান প্রযুক্তিগত পরামিতিগুলি উপস্থাপন করা উচিত। গুরুত্বের মধ্যে এই প্রথম সম্ভবত ক্ষমতা. এটি কার্যকারী তরলের পরিবাহিতা, সেইসাথে চৌম্বক ক্ষেত্রের শক্তি এবং এর গতির বর্গক্ষেত্রের সমানুপাতিক। যদি কার্যক্ষম তরল একটি প্লাজমা হয় যার তাপমাত্রা প্রায় 2-3 হাজার কেলভিন, তবে পরিবাহিতা 11-13 ডিগ্রির সমানুপাতিক এবং চাপের বর্গমূলের বিপরীতভাবে সমানুপাতিক।

আপনার প্রবাহ হারের উপরও ডেটা প্রদান করা উচিত এবংচৌম্বক ক্ষেত্রের আনয়ন। এই বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে প্রথমটি বেশ ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হয়, সাবসনিক গতি থেকে হাইপারসনিক গতি প্রতি সেকেন্ডে 1900 মিটার পর্যন্ত। চৌম্বক ক্ষেত্রের আনয়নের জন্য, এটি চুম্বকের নকশার উপর নির্ভর করে। যদি তারা স্টিলের তৈরি হয়, তাহলে উপরের বারটি প্রায় 2 T এ সেট করা হবে। সুপারকন্ডাক্টিং ম্যাগনেট নিয়ে গঠিত একটি সিস্টেমের জন্য, এই মানটি 6-8 T পর্যন্ত বেড়ে যায়।

MHD জেনারেটরের আবেদন

এই ধরনের ডিভাইসের ব্যাপক ব্যবহার আজ পরিলক্ষিত হয় না। তবুও, তাত্ত্বিকভাবে ম্যাগনেটোহাইড্রোডাইনামিক জেনারেটর দিয়ে বিদ্যুৎ কেন্দ্র নির্মাণ করা সম্ভব। মোট তিনটি বৈধ বৈচিত্র রয়েছে:

1. ফিউশন পাওয়ার প্ল্যান্ট। তারা একটি MHD জেনারেটরের সাথে একটি নিউট্রনহীন চক্র ব্যবহার করে। জ্বালানী হিসাবে উচ্চ তাপমাত্রায় প্লাজমা ব্যবহার করা প্রথাগত।
2. তাপবিদ্যুৎ কেন্দ্র। একটি খোলা ধরনের চক্র ব্যবহার করা হয়, এবং ইনস্টলেশন নিজেই নকশা বৈশিষ্ট্য পরিপ্রেক্ষিতে বেশ সহজ। এই বিকল্পটিতে এখনও উন্নয়নের সম্ভাবনা রয়েছে৷
3. পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্র। এই ক্ষেত্রে কার্যকরী তরল একটি নিষ্ক্রিয় গ্যাস। এটি একটি বদ্ধ চক্রে পারমাণবিক চুল্লিতে উত্তপ্ত হয়। এতে উন্নয়নের সম্ভাবনাও রয়েছে। যাইহোক, প্রয়োগের সম্ভাবনা নির্ভর করে পারমাণবিক চুল্লির উত্থানের উপর যার কার্যকারী তরল তাপমাত্রা 2 হাজার কেলভিনের উপরে।

ডিভাইস পরিপ্রেক্ষিত

ম্যাগনেটোহাইড্রোডাইনামিক জেনারেটরের প্রাসঙ্গিকতা অনেকগুলি কারণের উপর নির্ভর করে এবংসমস্যা এখনও অমীমাংসিত। একটি উদাহরণ হল এই জাতীয় ডিভাইসগুলির শুধুমাত্র সরাসরি কারেন্ট তৈরি করার ক্ষমতা, যার অর্থ হল তাদের রক্ষণাবেক্ষণের জন্য যথেষ্ট শক্তিশালী এবং তদ্ব্যতীত, অর্থনৈতিক ইনভার্টার ডিজাইন করা প্রয়োজন৷

আরেকটি দৃশ্যমান সমস্যা হল প্রয়োজনীয় উপকরণের অভাব যা জ্বালানী উত্তাপের পরিস্থিতিতে যথেষ্ট দীর্ঘ সময়ের জন্য কাজ করতে পারে চরম তাপমাত্রায়। এই ধরনের জেনারেটরে ব্যবহৃত ইলেক্ট্রোডের ক্ষেত্রেও একই কথা প্রযোজ্য।

অন্যান্য ব্যবহার

বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলির কেন্দ্রস্থলে কাজ করার পাশাপাশি, এই ডিভাইসগুলি বিশেষ পাওয়ার প্ল্যান্টে কাজ করতে সক্ষম, যা পারমাণবিক শক্তির জন্য খুব দরকারী হবে। হাইপারসনিক এয়ারক্রাফ্ট সিস্টেমেও ম্যাগনেটোহাইড্রোডাইনামিক জেনারেটরের ব্যবহার অনুমোদিত, তবে এখনও পর্যন্ত এই ক্ষেত্রে কোন অগ্রগতি পরিলক্ষিত হয়নি৷