2.1. Máy phát từ thủy động lực
2.1.2.2. Kim loại lỏng(Liquid Metal)
Kim loại lỏng là tên thương mại của một loạt các hợp kim vơ định hình được phát triển bởi một Viện Cơng nghệ California (Caltech) nhóm nghiên cứu và tiếp thị bởi công nghệ kim loại lỏng. Hợp kim kim loại lỏng kết hợp một số tính năng vật liệu mong muốn, bao gồm cả sức mạnh liên kết cao, chống ăn mòn tuyệt vời, hệ số rất cao của khả năng phục hồi và đặc tính chống mài mịn tuyệt vời. Nó được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: đồng hồ, điện thoại cảm ứng… Trong máy phát điện MHD kim loại lỏng được sử dụng là NaK. NaK, hoặc hợp kim natri- kali là hợp kim của Kali (K) 77% và Natri (Na) 23%, thường là chất lỏng ở nhiệt độ phịng. Là loại hóa chất cơng nghiệp. NaK phản ứng rất mãnh liệt với nước và có thể gây cháy khi tiếp xúc với khơng khí, vì vậy phải được xử lý với biện pháp phòng ngừa đặc biệt [8].
Luận văn tốt nghiệp
Trang 50
Hình 2.10: Kim loại lỏng NaK ở nhiệt độ phịng
So với khí ion hóa thì kim loại lỏng có ưu điểm là tính dẫn điện cao hơn và hoạt động ở nhiệt độ cấp thấp hơn một chu trình MHD sử dụng khí ion hóa.
Những nỗ lực cũng đã được thực hiện để thay thế nhiên liệu đốt khí của máy phát điện MHD với một kim loại lỏng thích hợp Liquid Metal(LM) và chế độ này của MHD được gọi là MHD kim loại lỏng (LMMHD). Chất lỏng không được nén, chẳng hạn như kim loại lỏng, có thể được sử dụng trong máy phát MHD với lợi thế là có độ dẫn điện cao hơn (khoảng 106 lần so với khí ion hóa) ở nhiệt độ thấp. Vì vậy, một sản lượng điện năng hợp lý có thể thu được bằng cách sử dụng một kim loại lỏng thích hợp, do đó tránh được những vấn đề của việc phải có vận tốc khí ở nhiệt độ rất cao, áp suất và lưu lượng cho khí bị ion hóa được sử dụng trong sản xuất điện MHD [8].
Luận văn tốt nghiệp
Trang 51
Hình 2.11: Cấu hình hệ thống phát điện LMMHD EC OMACON [8]
Hệ thống LMMHD cơ bản bao gồm hai ống kết nối với nhau tạo thành hệ thống kín. Một máy trộn nằm ở dưới cùng của ống dẫn lên và một máy phát điện MHD một chiều (năng lượng điện được sinh ra tại đây ) đặt bên phía dưới ống dẫn xuống nơi tiết diện ống thu nhỏ lại . Một chất lỏng hơi / khí hoặc dễ bay hơi (như chất lỏng làm việc ở nhiệt đun sôi tiếp xúc trực tiếp với kim loại lỏng nóng ) được đưa vào máy trộn ở dưới cùng của ống dẫn lên ở nhiệt độ và áp suất thích hợp. Một chất lỏng hai pha có nồng độ thấp hơn được tạo ra. Chất lỏng hai pha này tạo thành một dòng chảy và sau đó sẽ tách ra, khí trải qua q trình giãn nở với áp lực cao trong máy trộn với áp suất thấp trong thiết bị tách, thúc đẩy dòng chất lỏng chuyển động và đồng thời giảm nồng độ của nó. Dịng khí (chất lỏng làm việc ) được lấy ra ở thiết bị tách, do đó tạo ra một dịng chảy LM trở lại vào ống dẫn xuống. Sự khác biệt giữa áp lực giữa hai ống dẫn (chênh lệch áp suất thủy tĩnh) và do sự khác biệt mật độ làm cho LM chuyển động trong hệ thống, dòng LM chảy qua máy phát điện MHD, một điện áp điện được sản sinh và hệ thống sẽ phát điện. Tốc độ dòng chảy trong vòng lặp tự điều chỉnh để cân bằng sự khác biệt mật độ giữa ống dẫn lên và ống dẫn xuống với những tổn thất ma sát dòng chảy và khả năng tăng tốc và công suất của máy phát MHD [8].