Назначение: в физике атмосферы, устройство предназначено для имитации процессов в шаровой молнии. Сущность изобретения: физическая модель шаровой молнии представляет собой смесь горючего газа с окислителем и каркас. Каркас выполнен в виде пены, пузырьки которой наполнены водородом и кислородом, причем перемешаны между собой. Стенки пузырьков получены из водного раствора поверхностно-активного вещества и катализатора для окисления водорода в кислороде. Устройство для осуществления модели...
Аэродинамический стенд для проведения фундаментальных исследований по генерации электроэнергии мгд-методами с использованием в качестве рабочего газа высокотемпературного водорода (H2)
Область деятельности(техники), к которой относится описываемое изобретение
Предлагаемое изобретение относится к области энергетики, преимущественно к созданию аварийных энергетических установок большой мощности, работающих на принципе магнитогазодинамического преобразования энергии при взаимодействии движущегося потока газа и электромагнитного поля.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Преимуществом МГД-генераторов в сравнении, например, с турбогенераторами является то, что преобразование тепловой энергии в электрическую осуществляется без применения движущихся деталей, что дает возможность существенно поднять температуру газа (в турбогенераторах T 1200 K, в МГД - генераторах Т 3500 К), а значит, увеличить коэффициент полезного действия (КПД).
Известны магнитогазодинамические (МГД) генераторы для получения электроэнергии, работающие на принципе взаимодействия электромагнитного поля с потоком электропроводящего газа, например [Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М.: «Наука», 1992 г. - с.521]. В устройстве электропроводный поток воздуха движется между полюсами постоянного магнита. При этом в потоке индуцируется электрическое поле, пропорциональное скорости потока и магнитной индукции.
Недостатком генераторов такого типа является использование для нагрева рабочего газа реакции горения углеводородных и ракетных топлив, у продуктов сгорания которых высокое значение молекулярного веса, что не позволяет получить достаточно высокие физические скорости потока и не дает возможности повысить коэффициент полезного действия преобразования энергий в МГД-генераторах по сравнению с турбогенераторами.
В качестве прототипа взят магнитогазодинамический генератор из работы [Основы технической магнитной газодинамики. М.: «Мир», 1968 г., с.463]. Генератор содержит следующие устройства:
- камеру сгорания для сжигания углеводородного топлива в атмосфере нагретого воздуха, которая является источником высокотемпературного газа;
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
- устройство для ввода присадки в продукт горения для повышения его электропроводности;
- сопло для разгона потока газа;
- постоянный магнит, между полюсами которого движется поток;
- МГД-канал, представляющий собой отсек, в котором на двух противоположных стенках установлены изолированные друг от друга электроды, а две другие стенки выполнены из электроизоляционного материала.
При прохождении электропроводного потока в магнитном поле между электродами МГД-канала генерируется напряжение.
Однако в прототипе, как и в других МГД-генераторах описанного типа, достичь существенного повышения КПД в сравнении с турбогенераторами не удалось. Опять-таки потому, что в качестве рабочего газа использовались продукты сгорания углеводородных или ракетных топлив, имеющие высокие значения молекулярного веса. Как сказано выше, это не позволяет получить достаточно высокие физические скорости потока газа (~4 км/с) и повысить КПД преобразования энергии.
Из изложенного ясно, что улучшению технологии и эффекта МГД-преобразования энергии может способствовать использование в качестве рабочего газа водорода, у которого молекулярный вес в ~20 раз меньше, чем у продуктов сгорания углеводородных или ракетных топлив. Это дает возможность достичь скорости потока ~4·103 м/с, увеличить напряжение на электродах МГД-канала, увеличить КПД.
Получение высокотемпературного водорода возможно в результате химических реакций. Одной из которых, например, является реакция взаимодействия мелкодисперсного алюминия с парами воды
2Аl+3Н2О Аl2О3+3Н2
Однако образовавшийся в результате реакции в виде мелкодисперсного аэрозоля Аl2O3 опять-таки приводит к снижению КПД.
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
Так как предполагается разработка на принципе использования высокотемпературного Н2 крупных промышленных МГД генераторов для аварийного энергоснабжения городов и населенных пунктов, необходимо решить комплекс проблем. Определить технические решения по очистке водорода от других продуктов реакции (например, от частиц Аl2O3), для создания высокой электропроводности среды разработать способы смешения присадки с легкими атомами и молекулами H2, выявить особенности генерации электроэнергии в МГД-каналах при использовании в качестве рабочего газа высокотемпературного водорода.
Задачей и техническим результатом изобретения является создание аэродинамического стенда (АДС), который будет использован для решения указанных проблем.
Решение задачи и технический результат достигаются тем, что аэродинамический стенд, являющийся прообразом МГД-генератора с использованием в качестве рабочего газа высокотемпературного водорода, включающий источник высокотемпературного газа, устройства для создания потока газа, устройство подачи присадки в поток газа для увеличения его электропроводности, МГД-канал, магнит, системы управления потоком и измерения технологических параметров, оснащен в качестве источника высокотемпературного газа электродуговым подогревателем для нагрева водорода до температуры 3500 К и получения скорости потока ~4·103 м/с, также оснащен рампой для хранения водорода и нейтрального газа с системой подачи газов в рабочий тракт, устройствами для регулирования и измерения параметров этих газов, системой измерения генерируемой электроэнергии, системой сигнализации при пожароопасности.
Схемы, поясняющие изобретение, приведены на фигурах 1, 2, 3.
На фигуре 1 приведена схема АДС.
На фигуре 2 представлен план размещения аэродинамического стенда (АДС) в помещении.
На фигуре 3 представлена подробная схема соединения баллонов водорода и азота, размещенных на рампе с регулирующей и измерительной аппаратурой.
аэродинамический стенд (АДС)
В газ, нагретый в электродуговом подогревателе 2 (фиг.1), подается присадка легкоионизируемых элементов (Na, K) из устройства подачи присадки 1. После смешения присадки с газом их смесь поступает в сопло 3, где ускоряется до заданной скорости (4·103 м/с). Поток с указанной скоростью поступает в МГД канал 4, на стенках которого установлены электроды (64 пары, изолированные друг от друга), магнитное поле в канале создается с помощью магнитов 6. На выходе из МГД канала 4 установлено вторичное сопло 8 с измерителем давления 9. Выход из вторичного сопла расположен в рабочей камере 10. Из рабочей камеры газ поступает в выхлопной тракт 11, который заканчивается вакуумной емкостью. Напряжение на электродах фиксируется устройством 12. Трассы подачи на стенд водорода и нейтрального газа азота показаны на позиции 5.
план размещения аэродинамического стенда (АДС) в помещении.
На фигуре 2 (сквозная нумерация с фигурой 1):
13 - стенд;
14 - трассы подачи к стенду водорода и азота, проходящие по наружным стенам промышленной аэродинамической трубы и пристройки, в которой размещен стенд;
15 - рампа для хранения баллонов Н2 и N2;
16 - помещение промышленной трубы рядом со стендом;
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
17 - система сигнализации при пожароопасности;
18 - система клапанов;
19 - вакуумная камера;
20 - клапаны и вентили для управления водородом и азотом.
На фигуре 3 (отдельная нумерация):
1 - узел мерного сопла;
2 - трасса подачи газов к ЭДП;
3 - манометр;
4 - отсечные клапаны;
5 - манометр (водород);
6 - вентиль (водород);
7 - вентиль (азот);
8, 13 - коллекторы (водород, азот);
9 - баллоны Н2;
10 - вентили и редукторы;
11 - предохранительный клапан;
12 - трасса к вакуумной камере;
14 - баллоны N 2;
15 - соединительные шланги (дюрит);
16 - обратный клапан.
Работа аэродинамического стенда (АДС) осуществляется следующим образом
Включают устройства для создания потока газа. Для этого выхлопной тракт 11 (фиг.1) соединяют с вакуумной камерой 19 (фиг.2), в которой создают давление ~10 Па, открывают клапан 1 (4 на фиг.3), по трассе 5 (фиг.1) заполняют камеру источника высокотемпературного газа (ЭДП) азотом от рампы 15 (фиг.2) до давления Р0 2·105 Па, включают напряжение на ЭДП и реализуют пуск с азотом. Не отключая азот, открывают редукторы водородных баллонов на рампе и через клапан 2 (4 на фиг.3) подают водород в камеру ЭДП. При этом клапан 1 (4 на фиг.3) закрывают, подачу азота прекращают, пуск реализуют на водороде. Вводят присадку 1 (фиг.1), включают электромагнит 6 (фиг.1), регистрируют напряжение на электродах МГД-канала 7 (фиг.1) с помощью системы измерения генерируемой энергии 12 (фиг.1). Система сигнализации пожароопасности 17 (фиг.2) срабатывает автоматически при аварийных ситуациях. Завершается пуск отключением подачи водорода и продувкой трассы азотом.
подробная схема соединения баллонов водорода и азота, размещенных на рампе с регулирующей и измерительной аппаратурой.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет провести фундаментальные исследования по генерации электроэнергии МГД-методами с использованием в качестве рабочего газа водорода, нагреваемого в электродуговом подогревателе (ЭДП) до температур 3500 К при скорости потока водорода ~4·10 3 м/с, отработать технологию использования высокотемпературного водорода в магнитогазодинамических устройствах без влияния факторов, снижающих эффективность преобразования тепловой энергии в электрическую, дать рекомендации по созданию МГД-генераторов нового типа.
Формула изобретения
Аэродинамический стенд для проведения фундаментальных исследований по генерации электроэнергии МГД-методами с использованием в качестве рабочего газа высокотемпературного водорода Н2, включающий источник высокотемпературного газа, устройства для создания потока газа, устройство подачи присадки в поток газа для увеличения его электропроводности, МГД-канал, магнит, системы управления потоком и измерения технологических параметров, отличающийся тем, что в качестве источника высокотемпературного газа использован электродуговой подогреватель для нагрева водорода до необходимой температуры и получения потока с необходимой скоростью, стенд дополнительно оснащен рампой для хранения водорода и нейтрального газа с системой подачи газов в рабочий тракт, регулирования и измерения параметров этих газов, стенд оснащен системой измерения генерируемой электроэнергии и системой сигнализации при пожароопасности.
Имя изобретателя: Алферов Вадим Иванович (RU), Бушмин Алексей Степанович (RU), Тихонов Вячеслав Серафимович (RU) Имя патентообладателя: Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") Почтовый адрес для переписки: 140180, Московская обл., г. Жуковский, ул. Жуковского, 1, ФГУП "ЦАГИ", отдел 80 Дата начала отсчета действия патента: 29.02.2012
Разместил статью: admin
Дата публикации: 26-10-2013, 16:19
Область техники: электротехника, а именно преобразование постоянного тока в постоянный. Сущность изобретения: формируют спиральное магнитное поле, электропроводник помещают в оси спирального магнитного поля, устройство содержит спиральный магнитопровод с обмоткой возбуждения постоянного тока и проводник, помещенный в оси спирали магнитопровода; магнитопровод может быть выполнен в виде замкнутой тороидальной спирали. Достигаемый технический результат: генерация постоянного тока....
Заявленное изобретение относится к способу осуществления взрывной реакции, в том числе ядерной или термоядерной. В заявленном способе взрывная реакция осуществляется путем периодического взрывания заряда внутри прочного герметичного корпуса, принимающего образуемую от взрыва энергию, которую отводят из корпуса для ее дальнейшего использования. Взрывание заряда производят внутри массивного металлического тела, расплавляемого в результате взрыва, при этом образующийся внутри герметичного корпуса...
Никакого начала не было - безконечная вселенная существует изначально, априори как безконечное пространство, заполненное энергией электромагнитных волн, которые также существуют изначально и материей, которая состоит из атомов и клеток, которые состоят из вращающихся ЭМ волн.
В вашей теории есть какие-то гравитоны, которые состоят из не известно чего. Никаких гравитонов нет - есть магнитная энергия, гравитация - это магнитное притяжение.
Никакого начала не было - вселенная, заполненная энергией ЭМ волн , существует изначально.
То есть, никакой энергетической проблемы не решилось от слова совсем. Так как для производства металлического алюминия, тратится уймище энергии. Производят его из глины, оксида и гидроксида алюминия, понятно что с дико низким КПД, что бы потом его сжечь для получения энергии, с потерей ещё КПД ????
Веселенькое однако решение энергетических проблем, на такие решения никакой энергетики не хватит.
Вместо трудновыполнимых колец, я буду использовать,цилиндрические магниты, собранные в кольцевой пакет, в один, два или три ряда. На мой взгляд получиться фрактал 1 прядка. Мне кажется, что так будет эффективней, в данном случае. И в место катушек, надо попробывать бифиляры или фрактальные катушки. Думаю, хороший будет эксперимент.
Проблема в том, что человечество зомбировано религией, что бог создал всё из ничего. Но у многих не хватает ума подумать, а кто создал бога? Если бога никто не создавал - значит он существует изначально. А почему самому космосу и самой вселенной как богу-творцу - нельзя существовать изначально?
Единственным творцом материального мира, его составной субстанцией, источником движения и самой жизни является энергия космоса, носителем которой являются ЭМ волны, которыми как и полагается богу заполнено всё космическое пространство, включая атомы и клетки.
От углеводородов кормится вся мировая финансовая элита, по этому они закопают любого, кто покусится на их кормушку. Это один. Два - наличие дешевого источника энергии сделает независимым от правительств стран все население планеты. Это тоже удар по кормушке.
Вначале было то, что существует изначально и никем не создавалось. А это
- безграничное пространство космоса
- безграничное время протекания множества процессов различной длительности
- электромагнитная энергия, носителем которой являются ЭМ волны, которыми как и положено творцу (богу) материального мира, заполнено всё безграничное пространство космоса, из энергии ЭМВ состоят атомы и клетки, то есть материя.
Надо различать материю и не материю. Материя - это то, что состоит из атомов и клеток и имеет массу гравитации, не материя - это энергия ЭМ волн, из которых и состоит материя