磁流体发电的磁流体发电的原理
根据电磁感应原理，用导电流体（气体或液体）与磁场相对运动而发电。
导电流体在通道中横越磁场B流过时，由于电磁感应而在垂直于磁场和流速的方向上感生出一个电场E，如把导电流体与外负载相接，导电流体中的能量就可直接转换成电能，向外输出（图1）。这样能省去普通发电机组中某些能量转换的中间过程，因此这种发电又称磁流体直接发电，在这种发电装置中主要部件是发电通道、电极和磁场。
装置类型 按照电流由导电流体中引出的方式，发 电装置可分为传导式和感应式两种。在传导式发电器中，电流是通过发电通道两侧的电极引出的；在感应式发电器中，没有电极，电流直接由磁场绕组输出。按照输出 电流的类别，发电装置可分为交流和直流两种。根据工作介质在装置中是一次使用还是在系统中循环使用,发电装置可分为开式和闭式两种。根据发电通道几何形状的不同，发电装置可分为直线型、涡旋型和径向外流型等几种。下面介绍两种装置：
①开式循环直线型磁流体发电装置这种发电装置中的工作介质是温度2500~3500开的高温电离气体，即等离子体。在连续电极的直线型发电装置中（图2a),如果平均电子槐哗碰撞频率比电子在磁场中的回旋频率大得多，则当等离子体横越磁场时，就感生出一个同磁场和流速相垂宜的电场，但当等离子体密度较低，电子在磁场中的回旋频率相当于或甚至大于平均电子碰撞频率时，电子在磁场中就沿曲线运动。这一现象称为霍耳效应，由此产生的垂直于电场的电流称为霍耳电流。电子回旋频率ω与平均电子碰撞频率1/t之比ωt称为霍耳系数，它表征霍耳效应的大小，在物理意义上相当于存在磁场时一个电子在两次碰撞间转过的弧度，也相当于沿等离子体流动方向的霍耳电流与平行于电场方向的电流之比。在连续电极发电装置中，由于出现霍耳电流（损耗电流），平行于电场的电流要降低为原值的。为了减小霍耳电流，通常采用分段电极（图2b），也可直接利用霍耳电流来代替平行于电场的电流，从而成为霍耳发电装置（图2c）。近年搜派来又在此基础上发展出斜框式通道的发电装置。使用开式循环磁流体发电装置可减少环境污染，特别对含硫较高的矿物燃料，由于在燃烧室中“种子” 碳酸钾几乎完全离解，在发电装置的通道下游，通过化学反应复合成硫酸钾，从而显著降低二氧化硫的排放量。
②闭式循铅漏行环磁流体发电装置采取封闭回路，工作介质可反复使用。通常选用惰性气体（如氦）作为介质，以铯作种子物质，利用非平衡电离效应来提高电导率，或用液态金属及其蒸气的混合物作为介质。这类装置通常以裂变反应堆作热源，其工作原理与开式循环装置相同。
磁流体发电机没有运动部件，结构紧凑，起动迅速，环境污染小，有很多优点。特别是它的排气温度高达2000℃，可通入锅炉产生蒸汽，推动汽轮发电机组发电。这种磁流体－蒸汽动力联合循环电站，一次燃烧两级发电，比现有火力发电站的热效率高10－20%，节省燃料30%，是火力发电技术改造的重要方向。磁流体发电的研究始于20世纪50年代末，被认为是最现实可行、最有竞争力的直接发电方式。它涉及到磁流体动力学、等离子物理、高温技术及材料、低温超导技术和热物理等领域，是一项大型工程性课题。许多先进国家都把它列为国家重点科研项目，有的建立国际间协作关系，以期早日突破。
从发电的机理上看，磁流体发电与普通发电一样，都是根据法拉第电磁感应定律获得电能。所不同的是，磁流体发电是以高温的导电流体（在工程技术上常用等离子体）高速通过磁场，以导电的流体切割磁感线产生电动势。这时，导电的流体起到了金属导线的作用。
磁流体发电中所采用的导电流体一般是导电的气体，也可以是液态金属。我们知道，常温下的气体是绝缘体，只有在很高的温度下，例如6000K以上，才能电离，才有较大的导电率。而磁流体发电一般是采用煤、石油或天然气作燃料，燃料在空气中燃烧时，即使把空气预热到1400K，也只能使空气达到3000K的温度，这时气体的导电率还不能达到所需的值，而且即使再提高温度，导电率也提高不了多少，却给工程带来很大困难。那么如何使气体在较低的温度下就能导电，并有较高的导电率。实际中采用的办法是在高温燃烧的气体中添加一定比例的、容易电离的低电离电位的物质，如钾、铯等碱金属化合物。这种碱金属化合物被称为“种子”。在气体中加入这种低电离电位物质的量一般以气体重量的1%为佳。这样气体温度在3000K左右时，就能达到所要求的导电率。当这种气体以约1000m/S的速度通过磁场时，就可以实现具有工业应用价值的磁流体发电。 磁流体发电是一种新型的发电方法。它把燃料的热能直接转化为电能，省略了由热能转化为机械能的过程，因此，这种发电方法效率较高，可达到60%以上。同样烧一吨煤，它能发电4500千瓦时，而汽轮发电机只能发出3000千瓦时电。对环境的污染也小
磁流体发电中，导电流体单位体积的输出功率We为
We=σv 2B 2k(1-k)式中σ为导电流体的电导率，v为流体的运动速度，B为磁场的磁通密度，k为电负载系数。典型的数据是σ=10～20西/米，B=5～6特，v=600～1000米/秒，k=0.7～0.8, We在25～150兆瓦/米3。80年代后期，世界上技术最先进的磁流体发电装置是莫斯科北郊U-25装置。它是以天然气作燃料的开环装置，额定功率为20.5兆瓦。
