Mô phỏng hỗn hợp khí làm việc của từ thủy động lực

Nội dung text: Mô phỏng hỗn hợp khí làm việc của từ thủy động lực

1. MÔ PHỎNG HỖN HỢP KHÍ LÀM VIỆC CỦA TỪ THỦY ĐỘNG LỰC KS. Lê Quang Tra TS. Lê Chí Kiên Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Quangtra108.uk@gmail.com kienlechi@gmail.com TÓM TẮT Bài báo xây dựng để mô phỏng hỗn khí làm việc của mật độ điện tử ảnh hưởng như thế nào đến độ dẫn điện trong hệ thống máy phát từ thủy động lực (MHD) khi ta cấy một số kim loại kiềm, đồng thời cũng định nghĩa được hệ số tải trong nguyên lý phát điện MHD. ABSTRACT Construction paper to simulate the working gas mixture of electron density to influence how the conductivity of the system from the hydrodynamic (MHD) when we transplanted some alkali metals, and also the that the load factor of the MHD generator principle. GIỚI THIỆU Hiện nay, theo cơ quan năng lượng quốc tế (IEA) đã công bố các số liệu thống kê năm 2012 về tiêu dùng các nguồn năng lượng: - Sản lượng điện ở các nước thuộc tổ chức hợp tác kinh tế và phát triển (OECD) giảm 0,9% trong năm 2011 chủ yếu do điện hạt nhân giảm mạnh. - Sản lượng điện hạt nhân ở các nước OECD giảm 9,2% trong năm 2011, đặc biệt ở Nhật Bản giảm 65% và ở Đức giảm 23%, khiến tổng nhu cầu năng lượng toàn OECD giảm 1,9% năm 2011. - Các số liệu thống kê của IEA cho thấy phần của các nguồn năng lượng tái sinh trong tổng cung ứng các nguồn năng lượng quan trọng đã tăng 8,2% ở các nước OECD trong năm 2011, cao hơn mức tăng 7,8% năm 2010. Nhiều giải pháp đã được đưa ra và đặc biệt cần chú trọng đến vấn đề tìm nguồn năng lượng tái tạo mới, trong đó có một phương pháp phát điện đã phát minh và đang nghiên cứu để hoàn thiện được nhiều nước đặc biệt chú ý, đó là phương pháp phát điện từ thủy động lực (MHD). Khác với các loại máy phát điện theo nguyên lý cũ, máy phát điện (MHD) có thể vận hành ở nhiệt độ cao và không có bộ phận chuyển động. MHD được phát triển mạnh mẽ bởi vì nhiệt thoát ra từ máy phát điện MHD vẫn có thể gia nhiệt cho lò hơi của các nhà máy nhiệt điện. Kết quả nghiên cứu tạo điều kiện cho các viện nghiên cứu, các cơ sở đào tạo quan tâm đến vấn đề phát điện từ thủy động lực (MHD). 1. Mô phỏng hỗn hợp khí làm việc của từ thủy động lực Từ phương trình Boltzmann: Trong đó: : khối lượng tĩnh
2. Lấy vi phân, kết hợp với trạng thái cơ bản: Suy ra: Tích phân: Chúng ta đặt: Chúng ta đưa về phương trình: Với: Trong đó: , nên Để đơn giản hóa ta có: Chúng ta khảo sát một số chất trong hỗn hợp khí dựa vào phương trình trên: Đối với Na:
3. Các thông số Dữ liệu cho trước và dữ liệu tính toán me k T 20000K – 50000K h J 5.14 ev ns 0.001 – 0.007 Đối với He: Các thông số Dữ liệu cho trước và dữ liệu tính toán me k T 20000K – 50000K h J 24.58 ev ns 0.001 – 0.007
4. 2. Định nghĩa hệ số tải K Nếu hở mạch tải tương ứng với RL = ∞ Khi đó: j = 0 Nếu ngắn mạch tải tương ứng với RL = 0 Khi đó: Ex = 0 Nếu có điện trở thì dòng và điện áp của điện cực giảm nhỏ hơn giá trị khi hở mạch. Khi: (Với K là hệ số tải) Trong đó: Khi đó mật độ dòng trở thành: Công suất cung cấp cho tải được xác định: Tương tự: lực điện cản dòng chảy Công suất vào: Hiệu suất được định nghĩa là tỷ số giữa công suất ra và công suất vào. Chúng ta đi khảo sát P0 , , theo K. Các thông số Dữ liệu 1 Dữ liệu 2 Tốc độ dòng khí (u) 775 775 Độ dẫn điện ( ) (3-5) 4.5 Cảm ứng từ (B) 6 (5-10) Hệ số tải (K) (0-1) (0-1) Các thông số mô phỏng P0 Kết quả mô phỏng
5. Đánh giá kết quả: - Mật độ điện tử phụ thuộc vào lưu chất khí làm việc. - Mật độ điện tử phụ thuộc vào nhiệt độ trong hỗn hợp khí. - Mật độ điện tử cũng phụ thuộc vào mật độ cấy nguyên tử kim loại kiềm. - Công suất phát ra lớn nhất khi hệ số tải bằng 0,5. Công suất ra có quan hệ với hệ số tải, 0 < K < 0.5 thì hiệu suất sẽ biến thiên theo chiều tăng, khi K = 0.5 thì hiệu suất sẽ lớn nhất, khi 0.5 <K< ∞ thì hiệu suất sẽ biến thiên theo chiều giảm. KẾT LUẬN 3. Tìm hiểu được về cấu tạo, nguyên lý phát điện của MHD. 4. Mô phỏng mật độ điện tử trong hỗn hợp khí của một số kim loại kiềm trên nền Matlab. 5. Định nghĩa được hệ số tải có ảnh hưởng đến công suất phát điện. 6. Đánh giá kết quả và đưa ra kết luận nhận xét. Tài liệu tham khảo 1. Nguyễn Văn Hùng, điện động lực học, NXB Đại học quốc gia Hà Nội, 2008, 438 trang. 2. Hoàng Đình Tín, Nhiệt động lực học kỹ thuật, NXB Khoa học và kỹ thuật, 2007, 482 trang. 3. Kenneth C. Weston, Energy Conversion, the University of Tulsa, 2000, 527 pages. 4. M. Mitchner, Charles H. Kurger, Jr, Partially Ionized Gas, Stanford University, 1992, 495 pages. 5. M. S. Tillack and N. B. Morley – Magnetohydrodynamics, McGraw Hill, 14th Edition, 1998, 88 pages.
6. BÀI BÁO KHOA HỌC THỰC HIỆN CÔNG BỐ THEO QUY CHẾ ĐÀO TẠO THẠC SỸ Bài báo khoa học của học viên có xác nhận và đề xuất cho đăng của Giảng viên hướng dẫn Bản tiếng Việt ©, TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH và TÁC GIẢ Bản quyền tác phẩm đã được bảo hộ bởi Luật xuất bản và Luật Sở hữu trí tuệ Việt Nam. Nghiêm cấm mọi hình thức xuất bản, sao chụp, phát tán nội dung khi chưa có sự đồng ý của tác giả và Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh. ĐỂ CÓ BÀI BÁO KHOA HỌC TỐT, CẦN CHUNG TAY BẢO VỆ TÁC QUYỀN! Thực hiện theo MTCL & KHTHMTCL Năm học 2016-2017 của Thư viện Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh.