-
![[image]](https://www.balancer.ru/cache/uploads/images/1247/128x128-crop/1247597-5655189.jpg)
МГД-генераторы
Теги:
Татарин
Тема интересная и, уверен, вечно-перспективная 
, но завёл её потому, что при чтении литературы о них попалась на глаза такая штука как Т-слой.
Суть явления в том, что когда поток проводящего газа пихают в магнитное поле, в нём появляется ток, перпендикулрный полю и потоку. Этот ток, в полном согласии с законом Ампера, даёт силу, которая тормозит поток. И этот же ток, в согласии с законом Ома газ разогревает.
А поскольку в холодной плазме нагрев уменьшает сопротивление, получается обратная связь: больше ток - больше нагрев им газа - больше ток. В результате ток кучкуется в горячих жгутах, которые сильно тормозятся полем (куда сильнее, чем остальной газ; пропорционально току) и по факту являются этакими поршнями, которые толкает расширяющийся газ.
...
Чтобы довести эту конструкцию до логического завершения, кажется, нужно только одно - поджечь дугу в самом начале процесса. Дальше она будет самоподдерживающейся, пока её продолжают толкать и пока её не вытолкнет из поля.
То есть, видится конусовидная камера детонационного сгорания, которая сводится к узкому выходу, в котором поджигается дуга. Узкий выход идёт далее в сопло, в котором есть мощное мнешнее магнитное поле.
В какой-то момент смесь, готовая к детонации поджигается, волна детонации доходит до выхода из камеры сгорания, в эту микросекунду идёт поджиг дуги, и дуга выталкивается расширяющимся газом.
На порядки более низкое (чем обычно достижимо с любыми присадками) сопротивление дуги + большая скорость перемещения газа дают большую удельную мощность, и хорошо сжатую по времени (что даёт возможность легко снимать энергию индуктивно).
Если предположить, что дуга разряжается на короткозамкнутый контур, второй проводник которого на конце сопла, то получаем, по факту, ВМГ. А с больших магнитных полей энергию снимать легко и приятно.
, но завёл её потому, что при чтении литературы о них попалась на глаза такая штука как Т-слой.Суть явления в том, что когда поток проводящего газа пихают в магнитное поле, в нём появляется ток, перпендикулрный полю и потоку. Этот ток, в полном согласии с законом Ампера, даёт силу, которая тормозит поток. И этот же ток, в согласии с законом Ома газ разогревает.
А поскольку в холодной плазме нагрев уменьшает сопротивление, получается обратная связь: больше ток - больше нагрев им газа - больше ток. В результате ток кучкуется в горячих жгутах, которые сильно тормозятся полем (куда сильнее, чем остальной газ; пропорционально току) и по факту являются этакими поршнями, которые толкает расширяющийся газ.
...
Чтобы довести эту конструкцию до логического завершения, кажется, нужно только одно - поджечь дугу в самом начале процесса. Дальше она будет самоподдерживающейся, пока её продолжают толкать и пока её не вытолкнет из поля.
То есть, видится конусовидная камера детонационного сгорания, которая сводится к узкому выходу, в котором поджигается дуга. Узкий выход идёт далее в сопло, в котором есть мощное мнешнее магнитное поле.
В какой-то момент смесь, готовая к детонации поджигается, волна детонации доходит до выхода из камеры сгорания, в эту микросекунду идёт поджиг дуги, и дуга выталкивается расширяющимся газом.
На порядки более низкое (чем обычно достижимо с любыми присадками) сопротивление дуги + большая скорость перемещения газа дают большую удельную мощность, и хорошо сжатую по времени (что даёт возможность легко снимать энергию индуктивно).
Если предположить, что дуга разряжается на короткозамкнутый контур, второй проводник которого на конце сопла, то получаем, по факту, ВМГ. А с больших магнитных полей энергию снимать легко и приятно.
инфо
инструменты
Fakir
Так переход в дуговой режим - это НЕДОСТАТОК для МГД. Потому что бОльшая доля энергии потока просто просвистит мимо "токового шнура" преобразователя.
Fakir> Так переход в дуговой режим - это НЕДОСТАТОК для МГД. Потому что бОльшая доля энергии потока просто просвистит мимо "токового шнура" преобразователя.
Если МГД-камера достаточно толстая.
Шнур разряда не может утончаться беспредельно, тупо теплоперенос+флуктуации не дают.
Поэтому существует некий оптимальный поперечный размер камеры, начиная с которого дуга будет работать поршнем.
Если МГД-камера достаточно толстая.
Шнур разряда не может утончаться беспредельно, тупо теплоперенос+флуктуации не дают.
Поэтому существует некий оптимальный поперечный размер камеры, начиная с которого дуга будет работать поршнем.
Татарин> Если МГД-камера достаточно толстая.
Татарин> Шнур разряда не может утончаться беспредельно, тупо теплоперенос+флуктуации не дают.
Татарин> Поэтому существует некий оптимальный поперечный размер камеры, начиная с которого дуга будет работать поршнем.
При совершенно любом раскладе шнур может занять лишь часть просвета, иначе это не шнур. А если он занимает часть просвета - значит, часть потока свистит МИМО него, с бОльшим или меньшим проскальзыванием, т.е. не совершая полезной работы.
Татарин> Шнур разряда не может утончаться беспредельно, тупо теплоперенос+флуктуации не дают.
Татарин> Поэтому существует некий оптимальный поперечный размер камеры, начиная с которого дуга будет работать поршнем.
При совершенно любом раскладе шнур может занять лишь часть просвета, иначе это не шнур. А если он занимает часть просвета - значит, часть потока свистит МИМО него, с бОльшим или меньшим проскальзыванием, т.е. не совершая полезной работы.
Татарин>> Если МГД-камера достаточно толстая.
Татарин>> Шнур разряда не может утончаться беспредельно, тупо теплоперенос+флуктуации не дают.
Татарин>> Поэтому существует некий оптимальный поперечный размер камеры, начиная с которого дуга будет работать поршнем.
Fakir> При совершенно любом раскладе шнур может занять лишь часть просвета, иначе это не шнур.
Почему?
У разряда есть радиус канала R. Что будет, если поперечный размер камеры примерно равен R?
Татарин>> Шнур разряда не может утончаться беспредельно, тупо теплоперенос+флуктуации не дают.
Татарин>> Поэтому существует некий оптимальный поперечный размер камеры, начиная с которого дуга будет работать поршнем.
Fakir> При совершенно любом раскладе шнур может занять лишь часть просвета, иначе это не шнур.
Почему?
У разряда есть радиус канала R. Что будет, если поперечный размер камеры примерно равен R?
Bredonosec
Татарин> Суть явления в том, что когда поток проводящего газа пихают в магнитное поле, в нём появляется ток, перпендикулрный полю и потоку. Этот ток, в полном согласии с законом Ампера, даёт силу, которая тормозит поток. И этот же ток, в согласии с законом Ома газ разогревает.
Татарин> А поскольку в холодной плазме нагрев уменьшает сопротивление, получается обратная связь: больше ток - больше нагрев им газа - больше ток. В результате ток кучкуется в горячих жгутах, которые сильно тормозятся полем (куда сильнее, чем остальной газ; пропорционально току) и по факту являются этакими поршнями, которые толкает расширяющийся газ.
А можно нарисовать? Для визуальной наглядности.
А то у меня как-то видится, что жгуты перпендикулярны потоку, (ну, если ток по лоренцу перпендикулярен потоку, то и жгут тоже).. а раз так, то..
по спирали не будет движение? Ну, в плане, если частица начинает двигаться в некую сторону, то сила действует перпендикулярно, заворачивает её, и далее по спирали
И одновременное "толкает как поршень" и "тормозит" - что-то не укладывается.
Если после сужения разогрев, то это выходит классический прямоточный двиг. Вне зависимости, чем вызван разогрев.
Татарин> А поскольку в холодной плазме нагрев уменьшает сопротивление, получается обратная связь: больше ток - больше нагрев им газа - больше ток. В результате ток кучкуется в горячих жгутах, которые сильно тормозятся полем (куда сильнее, чем остальной газ; пропорционально току) и по факту являются этакими поршнями, которые толкает расширяющийся газ.
А можно нарисовать? Для визуальной наглядности.
А то у меня как-то видится, что жгуты перпендикулярны потоку, (ну, если ток по лоренцу перпендикулярен потоку, то и жгут тоже).. а раз так, то..
по спирали не будет движение? Ну, в плане, если частица начинает двигаться в некую сторону, то сила действует перпендикулярно, заворачивает её, и далее по спирали
И одновременное "толкает как поршень" и "тормозит" - что-то не укладывается.
Если после сужения разогрев, то это выходит классический прямоточный двиг. Вне зависимости, чем вызван разогрев.
Нашёл работу, которая полностью закрывает вопрос.
Картинка там тоже есть, но не суть: схема принципиально работоспособна негодна из-за неприемлимых излучательных потерь (по меньшей мере, при давлениях и размерах Т-слоя, не позволяющих запирать излучательный теплоперенос в Т-слое до завершения работы).
Картинка там тоже есть, но не суть: схема принципиально работоспособна негодна из-за неприемлимых излучательных потерь (по меньшей мере, при давлениях и размерах Т-слоя, не позволяющих запирать излучательный теплоперенос в Т-слое до завершения работы).
Татарин> Нашёл работу, которая полностью закрывает вопрос.
читаю, но никак не пойму, они хотят создавать тягу, или получать с газа энергию?
если газ тормозится током, и за счет этого греется - это ж необратимая потеря энергии в энтропию, в тепло. Где тут прирост тяги?
читаю, но никак не пойму, они хотят создавать тягу, или получать с газа энергию?
если газ тормозится током, и за счет этого греется - это ж необратимая потеря энергии в энтропию, в тепло. Где тут прирост тяги?
Bredonosec> если газ тормозится током, и за счет этого греется - это ж необратимая потеря энергии в энтропию, в тепло. Где тут прирост тяги?
Нагрев газа током - побочка, а ток - чистый выхлоп и профит сам по себе.
Нагрев газа током - побочка, а ток - чистый выхлоп и профит сам по себе.
Татарин> Нагрев газа током - побочка, а ток - чистый выхлоп и профит сам по себе.
но задача - получение механической тяги газом? Или задача - получение тока за счет газа?
Прочтя работу, создалось впечатление, что попытались банальный ПуВРД дополнительно подогревать, именно поэтому считали именно детонационные волны, а не стационарное течение. Но в выводах почему-то речь о стационарном, а детонационные отложены в "будущие работы".
но задача - получение механической тяги газом? Или задача - получение тока за счет газа?
Прочтя работу, создалось впечатление, что попытались банальный ПуВРД дополнительно подогревать, именно поэтому считали именно детонационные волны, а не стационарное течение. Но в выводах почему-то речь о стационарном, а детонационные отложены в "будущие работы".
Татарин>> Нагрев газа током - побочка, а ток - чистый выхлоп и профит сам по себе.
Bredonosec> но задача - получение механической тяги газом? Или задача - получение тока за счет газа?
Тока газом.
Bredonosec> Прочтя работу, создалось впечатление, что попытались банальный ПуВРД дополнительно подогревать, именно поэтому считали именно детонационные волны, а не стационарное течение. Но в выводах почему-то речь о стационарном, а детонационные отложены в "будущие работы".
Работу прочитал, её название не прочитал?
"Модель детонационного МГД-генератора с Т-слоем"©
Bredonosec> но задача - получение механической тяги газом? Или задача - получение тока за счет газа?
Тока газом.
Bredonosec> Прочтя работу, создалось впечатление, что попытались банальный ПуВРД дополнительно подогревать, именно поэтому считали именно детонационные волны, а не стационарное течение. Но в выводах почему-то речь о стационарном, а детонационные отложены в "будущие работы".
Работу прочитал, её название не прочитал?
"Модель детонационного МГД-генератора с Т-слоем"©
Татарин> Тока газом.
ааа.. понял. Искал обратного
Татарин> Работу прочитал, её название не прочитал?
Татарин> "Модель детонационного МГД-генератора с Т-слоем"©
просто я привык к мгд генераторам в качестве двигателя для гиперзвуковых ЛА начиная с темы аякса.
только там мгд располагался в конфузоре для дополнительного сжатия потока перед поджигом..
зы, беглый гуглинг выдал смешное
первая строка текста патента
ааа.. понял. Искал обратного
Татарин> Работу прочитал, её название не прочитал?
Татарин> "Модель детонационного МГД-генератора с Т-слоем"©
просто я привык к мгд генераторам в качестве двигателя для гиперзвуковых ЛА начиная с темы аякса.
только там мгд располагался в конфузоре для дополнительного сжатия потока перед поджигом..
зы, беглый гуглинг выдал смешное
первая строка текста патента
Fakir>> При совершенно любом раскладе шнур может занять лишь часть просвета, иначе это не шнур.
Татарин> Почему?
Татарин> У разряда есть радиус канала R. Что будет, если поперечный размер камеры примерно равен R?
Вот именно то и будет: в ту щёлочку между разрядом и стенками часть газа будет проскальзывать без совершения полезной работы. Чем меньше щёлочка - тем меньше потери. Чем больше щёлочка - тем больше потери. Это как поршень ДВС с большим зазором.
И сама близость радиуса разряда к радиусу канала - расклад сомнительный и маловероятный: уже потому, что сильноточный разряд имеет сильнейшую тенденцию к самостягиванию (Z-пинч, фигли, сонаправленные токи притягиваются). Скорее там будет мешанина тонких, м.б. даже изогнутых, а то и закрученных (если хорошая вмороженность). Свои дебри.
Ну и т.п. Собственно там множество тонкостей лезет - от возможного "смещения" самих "шнуров" (что нежелательно с т.зр. генератора). Грубо говоря, в идеале каждая частица быстрого потока газа должна быть (или становиться на какой-то период) проводящим элементом. Любое отклонение от этого приводит к снижению КПД, более или менее значительному.
Может быть - но не уверен - генератор, в к-м достигается режим Т-слоя, может быть немного компактнее, с бОльшей удельной мощностью на единицу массы, но КПД его заведомо будет ниже.
В импульсном режиме могут быть свои погремушки, совсем особые. Но МГД в импульсном, подозреваю, также будет иметь КПД ниже непрерывного. Но это неточно:)
Татарин> Почему?
Татарин> У разряда есть радиус канала R. Что будет, если поперечный размер камеры примерно равен R?
Вот именно то и будет: в ту щёлочку между разрядом и стенками часть газа будет проскальзывать без совершения полезной работы. Чем меньше щёлочка - тем меньше потери. Чем больше щёлочка - тем больше потери. Это как поршень ДВС с большим зазором.
И сама близость радиуса разряда к радиусу канала - расклад сомнительный и маловероятный: уже потому, что сильноточный разряд имеет сильнейшую тенденцию к самостягиванию (Z-пинч, фигли, сонаправленные токи притягиваются). Скорее там будет мешанина тонких, м.б. даже изогнутых, а то и закрученных (если хорошая вмороженность). Свои дебри.
Ну и т.п. Собственно там множество тонкостей лезет - от возможного "смещения" самих "шнуров" (что нежелательно с т.зр. генератора). Грубо говоря, в идеале каждая частица быстрого потока газа должна быть (или становиться на какой-то период) проводящим элементом. Любое отклонение от этого приводит к снижению КПД, более или менее значительному.
Может быть - но не уверен - генератор, в к-м достигается режим Т-слоя, может быть немного компактнее, с бОльшей удельной мощностью на единицу массы, но КПД его заведомо будет ниже.
В импульсном режиме могут быть свои погремушки, совсем особые. Но МГД в импульсном, подозреваю, также будет иметь КПД ниже непрерывного. Но это неточно:)
Fakir> Вот именно то и будет: в ту щёлочку между разрядом и стенками часть газа будет проскальзывать без совершения полезной работы. Чем меньше щёлочка - тем меньше потери. Чем больше щёлочка - тем больше потери. Это как поршень ДВС с большим зазором.
Ты слишком материально воспринимаешь Т-слой в газе. Это всего лишь газ, набор частиц, часть из которых ионизирована. И эти ионизированные или просто даже горячие частицы имеют значительную жизнь до рекомбинации, и сами участвуют в создании тока вне канала. И заряженых частиц тоже.
Fakir> И сама близость радиуса разряда к радиусу канала - расклад сомнительный и маловероятный
Ширина канала молнии - от нескольких мм до 1-2м при токах от сотен А до десятков кА.
И временах разряда от единиц ми до десятков и даже первых сотен мс.
Характерное время работы детонационного МГД-генератора - сотни мкс-единицы мс (время детонации + время на расширение газа из камеры сгорания).
Fakir> Может быть - но не уверен - генератор, в к-м достигается режим Т-слоя, может быть немного компактнее, с бОльшей удельной мощностью на единицу массы, но КПД его заведомо будет ниже.
Как утверждается, бОльшая часть бесполезно уходит в излучение, поэтому - да.
Ты слишком материально воспринимаешь Т-слой в газе. Это всего лишь газ, набор частиц, часть из которых ионизирована. И эти ионизированные или просто даже горячие частицы имеют значительную жизнь до рекомбинации, и сами участвуют в создании тока вне канала. И заряженых частиц тоже.
Fakir> И сама близость радиуса разряда к радиусу канала - расклад сомнительный и маловероятный
Ширина канала молнии - от нескольких мм до 1-2м при токах от сотен А до десятков кА.
И временах разряда от единиц ми до десятков и даже первых сотен мс.
Характерное время работы детонационного МГД-генератора - сотни мкс-единицы мс (время детонации + время на расширение газа из камеры сгорания).
Fakir> Может быть - но не уверен - генератор, в к-м достигается режим Т-слоя, может быть немного компактнее, с бОльшей удельной мощностью на единицу массы, но КПД его заведомо будет ниже.
Как утверждается, бОльшая часть бесполезно уходит в излучение, поэтому - да.
Copyright © Balancer 1997..2023
Создано 07.12.2022
Связь с владельцами и администрацией сайта: anonisimov@gmail.com, rwasp1957@yandex.ru и admin@balancer.ru.
Создано 07.12.2022
Связь с владельцами и администрацией сайта: anonisimov@gmail.com, rwasp1957@yandex.ru и admin@balancer.ru.
