Question

磁流体发电的原理是什么？

Answer 1

磁流体发电是一种用热能直接发电的发电方式。它的基本原理，是使高温导电流体高速通过磁场，切割磁力线，于是出现电磁感应现象而使得导体中出现感应电动势。当在闭合回路中接有负载时，就会有电流输出。磁流体发电不像传统的火力发电那样，要先将热能转换成机械能，然后再将机械能转换成电能。而是直接将热能转换为电能。

在磁流体发电装置中，找不到高速旋转的机械部件。当导电流体高速通过磁场时，流体中的带电质点便受到电磁力的作用，正、负电荷便分别朝着与流体运动方向及磁力线方向相互垂直的两侧偏转。在此两侧分别安置着电极，并且它们都与负载相连，这时导电流体中自由电子的定向运动，就形成了电流。

高速通过磁场的导电流体可以是气体（如燃气或惰性气体）。常温下的气体通常是不是导电的，必须将气体的温度提高到6000℃以上，才能使气体电离而形成导电的等离子体。所谓等离子体，就是由热电离而产生的电离气体。

气体的导电性能是与由气体电离而产生的自由电子数量直接相关的。在高温条件下，气体的分子或原子最外层的电子由于热激发而脱离分子或原子，分离成自由电子和正离子。自由电子的数量越多，则气体的导电性能越好。

用一般的燃烧使气体达到这样高的温度十分难，并且现有的电极材料和绝缘材料也难以承受这么高的温度。所以，通常是在温度不超过3000℃的燃气或氩、氦等惰性气体中，掺入少量的电离电位较低的碱金属元素（如铯、铷、镓、钾、钠等）作为添加剂。这些元素的原子在不超过3000℃的较高温度下就能产生电离，使气体达到磁流体发电所需的电导率。