電磁流體動力學 (EMHD)

邁克爾法拉第年輕而快樂。直到最近，他才離開裝訂工，沉浸在物理實驗中，他發現這些實驗有多麼奇怪。

1821 年即將到來。這家人在等客人。一位慈愛的妻子為這個場合烤了一個蘋果派。法拉第為自己準備的主要“款待”——一杯水銀。當一塊磁鐵靠近它時，銀色液體會以一種有趣的方式移動。固定磁鐵不起作用。客人很滿意。似乎當它靠近磁鐵時，水銀內部“剛好”出現了一些東西。什麼？

很久以後，在 1838 年，法拉第描述了一種類似的液體運動，但不是水銀，而是經過良好純化的油，伏打柱的電線末端浸入其中。油流的漩渦清晰可見。

最後，又過了五年，研究人員進行了著名的滑鐵盧橋實驗，將兩根電線放入泰晤士河中，連接到一個敏感設備。他想檢測水在地球磁場中的運動所產生的張力。實驗沒有成功，因為預期的效果被其他純化學物質削弱了。

但後來從這些實驗中產生了物理學中最有趣的領域之一—— 電磁流體力學 (EMHD) — 電磁場與液-液介質相互作用的科學…它結合了經典電動力學（幾乎全部由法拉第的傑出追隨者 J. Maxwell 創建）和 L. Euler 和 D. Stokes 的流體動力學。

EMHD 的發展最初很緩慢，在法拉第之後的一個世紀裡，該領域沒有特別重要的發展。直到本世紀中葉，理論研究才基本完成。很快，法拉第發現的效應開始實際應用。

事實證明，當高導電性液體（熔鹽、液態金屬）在電磁場中移動時，其中會出現電流（磁流體動力學——MHD）。導電性差的液體（油、液化氣）也會通過電荷的出現對電磁效應產生“反應”（電流體動力學 - EHD）。

顯然，這種相互作用也可以用於通過改變場參數來控制液體介質的流速。但上述液體是最重要技術的主要對象：黑色金屬和有色金屬冶金、鑄造、煉油。

在技​​術過程中使用 EMHD 的實際結果

EMHD 與工程問題有關，例如等離子容器、核反應堆中液態金屬的冷卻和電磁鑄造。

眾所周知，汞是有毒的。但直到最近，在它的生產過程中，它都是手工澆注和轉移的。MHD 泵現在使用行進磁場通過絕對密封的管道泵送汞。安全生產和最高金屬純度得到保證，勞動力和能源成本降低。

使用 EMDG 的裝置已經開發出來並投入使用，它成功地完全消除了熔融金屬運輸中的體力勞動——磁力泵和裝置提供了澆注鋁和有色金屬合金的自動化。新技術甚至改變了鑄件的外觀，使其光潔。

EMDG 工廠也用於鑄鐵和鋼材。眾所周知，這個過程特別難以機械化。

液態金屬造粒機已投入生產，生產出形狀理想且尺寸相等的球體。這些“球”廣泛用於有色金屬冶金。

EHD 泵被開發並用於冷卻強大的 X 射線管，其中冷卻油在管陰極的高壓產生的電場中集中流動。 EHD 技術已開髮用於植物油加工。EHD 射流也用於自動化和機器人設備。

磁流體動力學傳感器用於精確測量慣性導航系統中的角速度，例如在空間工程中。精度隨著傳感器尺寸的增加而提高。該傳感器可以承受惡劣條件。

MHD 發電機或發電機將熱能或動能直接轉化為電能。 MHD 發電機與傳統發電機的不同之處在於它們可以在高溫下運行而無需移動部件。等離子 MHD 發生器的廢氣是一種能夠加熱蒸汽發電廠鍋爐的火焰。

磁流體發電機的工作原理幾乎與機電發電機的傳統工作原理相同。就像 MHD 發生器中的傳統 EMF 一樣，它是在以一定速度穿過磁力線的導線中產生的。但是，如果傳統發電機的動線是由 MHD 發電機中的固體金屬製成，則它們代表導電液體或氣體（等離子體）的流動。

磁流體動力裝置模型 U-25，國家理工博物館（莫斯科）

1986 年，蘇聯建造了第一座配備 MHD 發電機的工業發電廠，但 1989 年該項目在 MHD 推出前被取消，該發電廠後來加入梁贊 GRES 作為常規設計的第 7 台動力裝置。

電磁流體力學在技術過程中的實際應用列表可以成倍增加。當然，這些一流的機器和設備的出現，是因為EMHD理論的高度發展。

介電流體的流動——電流體動力學——是各種國際科學期刊的熱門話題之一。