மின்காந்த ஹைட்ரோடைனமிக்ஸ் (EMHD)

மைக்கேல் ஃபாரடே இளமையாகவும் மகிழ்ச்சியாகவும் இருந்தார். சமீபத்தில் தான் அவர் புத்தக பைண்டர்களை விட்டுவிட்டு உடல் பரிசோதனைகளில் மூழ்கி, அவற்றை எவ்வளவு விசித்திரமாகக் கண்டார்.

1821ஆம் ஆண்டு புதிய ஆண்டு வரவிருந்தது. குடும்பத்தினர் விருந்தினர்களை எதிர்பார்த்துக் கொண்டிருந்தனர். ஒரு அன்பான மனைவி இந்த சந்தர்ப்பத்திற்காக ஒரு ஆப்பிள் பையை சுட்டார். ஃபாரடே தனக்காகத் தயாரித்த முக்கிய "உபசரிப்பு" - ஒரு கப் பாதரசம். ஒரு காந்தத்தை அதன் அருகே நகர்த்தியபோது வெள்ளி திரவம் வேடிக்கையான முறையில் நகர்ந்தது. ஒரு நிலையான காந்தம் எந்த விளைவையும் ஏற்படுத்தாது. விருந்தினர்கள் திருப்தி அடைந்தனர். காந்தத்தை நெருங்கியதும் பாதரசத்தின் உள்ளே ஏதோ "சும்மா" தோன்றியதாகத் தோன்றியது. என்ன?

மிகவும் பின்னர், 1838 ஆம் ஆண்டில், ஃபாரடே ஒரு திரவத்தின் ஒத்த இயக்கத்தை விவரித்தார், ஆனால் பாதரசம் அல்ல, ஆனால் நன்கு சுத்திகரிக்கப்பட்ட எண்ணெய், அதில் ஒரு மின்னழுத்த நெடுவரிசையிலிருந்து ஒரு கம்பியின் முனை மூழ்கியது. எண்ணெய் ஓடைகளின் சுழல் சுழல் தெளிவாகத் தெரிந்தது.

இறுதியாக, மற்றொரு ஐந்து ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, ஒரு முக்கியமான சாதனத்துடன் இணைக்கப்பட்ட தேம்ஸில் இரண்டு கம்பிகளை இறக்கி, புகழ்பெற்ற வாட்டர்லூ பிரிட்ஜ் பரிசோதனையை ஆராய்ச்சியாளர் செய்தார். பூமியின் காந்தப்புலத்தில் நீரின் இயக்கத்தின் விளைவாக ஏற்படும் பதற்றத்தை அவர் கண்டறிய விரும்பினார்.இயற்கையில் முற்றிலும் வேதியியல் தன்மை கொண்ட பிறரால் எதிர்பார்க்கப்பட்ட விளைவை முடக்கியதால் சோதனை தோல்வியடைந்தது.

ஆனால் பின்னர் இந்த சோதனைகளிலிருந்து இயற்பியலின் மிகவும் சுவாரஸ்யமான துறைகளில் ஒன்று எழுந்தது- மின்காந்த ஹைட்ரோடைனமிக்ஸ் (EMHD) - ஒரு திரவ-திரவ ஊடகத்துடன் மின்காந்த புலத்தின் தொடர்பு பற்றிய அறிவியல்… இது கிளாசிக்கல் எலக்ட்ரோடைனமிக்ஸ் (அனைத்தும் ஃபாரடேயின் புத்திசாலித்தனமான பின்பற்றுபவர் ஜே. மேக்ஸ்வெல்லால் உருவாக்கப்பட்டது) மற்றும் எல். யூலர் மற்றும் டி. ஸ்டோக்ஸின் ஹைட்ரோடைனமிக்ஸ் ஆகியவற்றை ஒருங்கிணைக்கிறது.

EMHD இன் வளர்ச்சி ஆரம்பத்தில் மெதுவாக இருந்தது, ஃபாரடேக்குப் பிறகு ஒரு நூற்றாண்டுக்கு இந்தத் துறையில் குறிப்பாக முக்கியமான முன்னேற்றங்கள் எதுவும் இல்லை. இந்த நூற்றாண்டின் நடுப்பகுதி வரை கோட்பாட்டு ஆய்வுகள் முக்கியமாக முடிக்கப்படவில்லை. விரைவில் ஃபாரடே கண்டுபிடித்த விளைவின் நடைமுறை பயன்பாடு தொடங்கியது.

ஒரு மின்காந்த புலத்தில் அதிக கடத்தும் திரவம் (உருகிய உப்புகள், திரவ உலோகங்கள்) நகரும் போது, ​​அதில் ஒரு மின்சாரம் தோன்றும் (காந்த ஹைட்ரோடைனமிக்ஸ் - MHD). மோசமாக கடத்தும் திரவங்கள் (எண்ணெய், திரவமாக்கப்பட்ட வாயு) மின் கட்டணங்களின் தோற்றத்தால் மின்காந்த விளைவுக்கு "வினைபுரியும்" (எலக்ட்ரோஹைட்ரோடைனமிக்ஸ் - EHD).

வெளிப்படையாக, புல அளவுருக்களை மாற்றுவதன் மூலம் ஒரு திரவ ஊடகத்தின் ஓட்ட விகிதத்தைக் கட்டுப்படுத்தவும் அத்தகைய தொடர்பு பயன்படுத்தப்படலாம். ஆனால் குறிப்பிடப்பட்ட திரவங்கள் மிக முக்கியமான தொழில்நுட்பங்களின் முக்கிய பொருள்: இரும்பு மற்றும் இரும்பு அல்லாத உலோகங்களின் உலோகம், ஃபவுண்டரி, எண்ணெய் சுத்திகரிப்பு.

தொழில்நுட்ப செயல்முறைகளில் EMHD ஐப் பயன்படுத்துவதன் நடைமுறை முடிவுகள்

EMHD என்பது பிளாஸ்மா கட்டுப்பாடு, அணு உலைகளில் திரவ உலோகங்களின் குளிர்ச்சி மற்றும் மின்காந்த வார்ப்பு போன்ற பொறியியல் சிக்கல்களுடன் தொடர்புடையது.

பாதரசம் நச்சுத்தன்மை வாய்ந்ததாக அறியப்படுகிறது. ஆனால் சமீப காலம் வரை, அதன் உற்பத்தியின் போது, ​​அது கையால் ஊற்றப்பட்டு மாற்றப்பட்டது.MHD குழாய்கள் இப்போது முற்றிலும் சீல் செய்யப்பட்ட குழாய் வழியாக பாதரசத்தை பம்ப் செய்ய பயண காந்தப்புலத்தைப் பயன்படுத்துகின்றன. பாதுகாப்பான உற்பத்தி மற்றும் உயர்ந்த உலோக தூய்மை உத்தரவாதம், உழைப்பு மற்றும் ஆற்றல் செலவுகள் குறைக்கப்படுகின்றன.

EMDG ஐப் பயன்படுத்தி நிறுவல்கள் உருவாக்கப்பட்டு பயன்பாட்டில் உள்ளன, இது உருகிய உலோகத்தின் போக்குவரத்தில் கைமுறை உழைப்பை முற்றிலுமாக அகற்ற முடிந்தது - மேக்னடோடைனமிக் குழாய்கள் மற்றும் நிறுவல்கள் அலுமினியம் மற்றும் இரும்பு அல்லாத உலோகக் கலவைகளை ஊற்றுவதற்கான ஆட்டோமேஷனை வழங்குகின்றன. புதிய தொழில்நுட்பம் வார்ப்புகளின் தோற்றத்தை கூட மாற்றி, அவற்றை பிரகாசமாகவும் சுத்தமாகவும் மாற்றியது.

EMDG ஆலைகள் இரும்பு மற்றும் எஃகு வார்ப்பதற்கும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த செயல்முறை இயந்திரமயமாக்குவது மிகவும் கடினம் என்று அறியப்படுகிறது.

திரவ உலோக கிரானுலேட்டர்கள் உற்பத்தியில் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டுள்ளன, இது சிறந்த வடிவம் மற்றும் சம பரிமாணங்களின் கோளங்களை அளிக்கிறது. இந்த "பந்துகள்" இரும்பு அல்லாத உலோகவியலில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

EHD விசையியக்கக் குழாய்கள் உருவாக்கப்பட்டு சக்திவாய்ந்த எக்ஸ்ரே குழாய்களைக் குளிர்விக்கப் பயன்படுத்தப்பட்டன, இதில் குழாயின் கேத்தோடில் அதிக மின்னழுத்தத்தால் உருவாக்கப்பட்ட மின்சார புலத்தில் குளிரூட்டும் எண்ணெய் தீவிரமாக பாய்கிறது. தாவர எண்ணெய் செயலாக்கத்திற்காக EHD தொழில்நுட்பம் உருவாக்கப்பட்டுள்ளது.EHD ஜெட்கள் ஆட்டோமேஷன் மற்றும் ரோபோடிக்ஸ் சாதனங்களிலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

காந்த ஹைட்ரோடைனமிக் சென்சார்கள், ஸ்பேஸ் இன்ஜினியரிங் எடுத்துக்காட்டாக, நிலைமாற்ற வழிசெலுத்தல் அமைப்புகளில் கோண வேகங்களின் துல்லியமான அளவீடுகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. சென்சார் அளவு அதிகரிக்கும் போது துல்லியம் அதிகரிக்கிறது. சென்சார் கடுமையான நிலைமைகளைத் தாங்கும்.

ஒரு MHD ஜெனரேட்டர் அல்லது டைனமோ வெப்பம் அல்லது இயக்க ஆற்றலை நேரடியாக மின்சாரமாக மாற்றுகிறது. MHD ஜெனரேட்டர்கள் பாரம்பரிய மின்சார ஜெனரேட்டர்களிலிருந்து வேறுபடுகின்றன, அவை அதிக வெப்பநிலையில் நகரும் பாகங்கள் இல்லாமல் செயல்பட முடியும்.பிளாஸ்மா MHD ஜெனரேட்டரின் வெளியேற்ற வாயு என்பது நீராவி மின் நிலையத்தின் கொதிகலன்களை சூடாக்கும் திறன் கொண்ட ஒரு சுடர் ஆகும்.

காந்த ஹைட்ரோடைனமிக் ஜெனரேட்டரின் செயல்பாட்டுக் கொள்கையானது எலக்ட்ரோ மெக்கானிக்கல் ஜெனரேட்டரின் வழக்கமான செயல்பாட்டுக் கொள்கைக்கு கிட்டத்தட்ட ஒத்ததாக இருக்கிறது. MHD ஜெனரேட்டரில் உள்ள வழக்கமான EMF ஐப் போலவே, இது ஒரு குறிப்பிட்ட வேகத்தில் காந்தப்புலக் கோடுகளைக் கடக்கும் கம்பியில் உருவாக்கப்படுகிறது. இருப்பினும், வழக்கமான ஜெனரேட்டர்களின் நகரும் கம்பிகள் MHD ஜெனரேட்டரில் திட உலோகத்தால் செய்யப்பட்டிருந்தால், அவை கடத்தும் திரவம் அல்லது வாயுவின் (பிளாஸ்மா) ஓட்டத்தைக் குறிக்கின்றன.

காந்த ஹைட்ரோடைனமிக் அலகு U-25 மாதிரி, மாநில பாலிடெக்னிக் அருங்காட்சியகம் (மாஸ்கோ)

1986 ஆம் ஆண்டில், ஒரு MHD ஜெனரேட்டருடன் கூடிய முதல் தொழில்துறை மின் உற்பத்தி நிலையம் சோவியத் ஒன்றியத்தில் கட்டப்பட்டது, ஆனால் 1989 ஆம் ஆண்டில் MHD தொடங்குவதற்கு முன்பு திட்டம் ரத்து செய்யப்பட்டது, மேலும் இந்த மின் நிலையம் பின்னர் ரியாசான் GRES இல் வழக்கமான வடிவமைப்பின் 7 வது மின் அலகுடன் இணைந்தது.

தொழில்நுட்ப செயல்முறைகளில் மின்காந்த ஹைட்ரோடைனமிக்ஸின் நடைமுறை பயன்பாடுகளின் பட்டியலைப் பெருக்கலாம். நிச்சயமாக, இந்த முதல் தர இயந்திரங்கள் மற்றும் நிறுவல்கள் EMHD கோட்பாட்டின் உயர் மட்ட வளர்ச்சியின் காரணமாக எழுந்தன.

மின்கடத்தா திரவங்களின் ஓட்டம் - எலக்ட்ரோஹைட்ரோடைனமிக்ஸ் - பல்வேறு சர்வதேச அறிவியல் இதழ்களின் பிரபலமான தலைப்புகளில் ஒன்றாகும்.