Вывести на печать

МАГНИТНАЯ ГИДРОДИНАМИКА (сокращенно МГД), раздел науки, занимающийся взаимодействием электропроводящих потоков с электрическим и магнитным полями. Когда в поперечном магнитном поле движется текучая среда, проводящая электричество, в ней наводятся токи. Эти токи вызывают ряд изменений: они создают собственные магнитные поля, чем изменяют первоначальное поле; поскольку на токи в магнитном поле действуют силы, изменяется движение среды; так как среда не является идеально проводящей, токи вызывают ее нагревание, а тем самым изменяют ее термодинамические и, возможно, химические и электрические свойства. С помощью электромагнитных полей можно управлять движением среды, и наоборот, за счет движения среды можно получать электромагнитную энергию, что дает возможность применять МГД для разработки насосов, ракетных двигателей, электрогенераторов, а также в области управляемого термоядерного синтеза. См. также ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ; МАГНИТЫ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА; ЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ.

Поиск МГД-эффектов был начат Х.Альвеном и его сотрудниками (1950, Стокгольм) в экспериментах со ртутью и жидким натрием. Первыми МГД-экспериментами с плазмой (высокотемпературным ионизованным газом) в качестве среды были исследования «пинч-эффекта» (сжатия проводящей текущей среды под действием электрического тока) в ионизованном газе, проводившиеся в 1949 Казинсом и Уэром (Великобритания).

Поистине грандиозная арена, где разыгрываются МГД-процессы, – космос, начиная с Солнца и более крупных объектов. Здесь электрические токи существуют десятки миллиардов лет, причем многие из таких космических МГД- явлений доступны для исследования только методами наблюдательной астрономии и теоретического анализа. И все же в лабораторных МГД-исследованиях с плазмой в качестве среды удается смоделировать некоторые космические МГД-явления, например солнечные протуберанцы (выбросы раскаленной плазмы), форму галактик, взрывы магнитных звезд. Ведутся исследования и других МГД-явлений – солнечных пятен и вспышек, магнитных полей Солнца, галактик и различных звезд, в том числе сверхновых.

Существование магнитного поля Земли в настоящее время объясняют МГД-процессами в ее жидком ядре. Это ядро – а оно считается состоящим в значительной мере из расплавленных железа и никеля – представляет собой текучую среду, большие проводимость, скорости и размеры которой позволяют говорить о МГД-эффекте земного «динамо» (генерации электрических токов за счет движения проводящей жидкости). Тепловая конвекция и вращение плюс эффект «динамо» в ядре Земли вполне способны поддерживать распределение токов, необходимое для создания наблюдаемого магнитного поля Земли. См. также ЗЕМЛЯ.

Высокоскоростная плазма, выбрасываемая Солнцем в результате МГД-процессов, встречает на своем пути к Земле ее магнитное поле; их взаимодействие проявляется в виде полярного сияния и магнитных бурь. Захват электронов большой энергии в наружных слоях радиационных поясов Ван Аллена и протонов высокой энергии в их внутренних слоях тоже объясняется МГД-процессами.

В магнитной гидродинамике имеется аналог неустойчивости Рэлея – Тейлора, которая возникает, когда более тяжелая (т.е. более плотная) жидкость налита поверх более легкой. В МГД роль более тяжелой жидкости играет плазма, а более легкой – магнитное поле, удерживающее ее от падения в гравитационном поле.

Неустойчивость такого рода ответственна за образование «рукавов» галактик. МГД-неустойчивость Рэлея – Тейлора была убедительно продемонстрирована в лабораторных условиях при экспериментах со взрывами в магнитном поле и быстрым сжатием плазмы магнитными импульсами. Созданы плазменные МГД-ускорители для разгона плазмы до скоростей свыше 1000 м/с, КПД которых достигает 50%.

В МГД-электрогенераторах мощная струя высокотемпературных газов (частично ионизованных благодаря наличию в них присадок щелочных металлов – калия, натрия или цезия) пропускается через поперечное магнитное поле, а полезный электрический ток отбирается электродами, введенными в эту струю. Теоретический КПД таких электрогенераторов значительно выше, чем у существующих паротурбинных.



Литература

Дополнительные опции

Популярные рубрики:

Страны мира Науки о Земле Гуманитарные науки История Культура и образование Медицина Наука и технология


Добавьте свои работы

Помогите таким же студентам, как и вы! Загрузите в Интернет свои работы, чтобы они стали доступны всем! Сделать это лучше через платформу BIBLIOTEKA.BY. Принимаем курсовые, дипломы, рефераты и много чего еще ;- )

Опубликовать работы →

Последнее обновление -
29/03/2024

Каждый день в нашу базу попадают всё новые и новые работы. Заходите к нам почаще - следите за новинками!

Мобильная версия

Можете пользоваться нашим научным поиском через мобильник или планшет прямо на лекциях и занятиях!