విద్యుదయస్కాంత హైడ్రోడైనమిక్స్ (EMHD)

మైఖేల్ ఫెరడే యువకుడు మరియు సంతోషంగా ఉన్నాడు. ఇటీవలే అతను బుక్‌బైండర్‌లను విడిచిపెట్టి, శారీరక ప్రయోగాలలో మునిగిపోయాడు మరియు అతను వాటిని ఎంత వింతగా కనుగొన్నాడు.

1821 కొత్త సంవత్సరం రాబోతోంది. కుటుంబం అతిథుల కోసం ఎదురుచూస్తోంది. ప్రేమగల భార్య ఈ సందర్భంగా ఆపిల్ పైని కాల్చింది. ఫెరడే తన కోసం సిద్ధం చేసుకున్న ప్రధాన "ట్రీట్" - ఒక కప్పు పాదరసం. ఒక అయస్కాంతాన్ని దాని దగ్గరికి తరలించినప్పుడు వెండి ద్రవం ఫన్నీగా కదిలింది. నిశ్చల అయస్కాంతం ప్రభావం చూపదు. అతిథులు సంతృప్తి చెందారు. అయస్కాంతం దగ్గరికి వచ్చేసరికి పాదరసం లోపల ఏదో "కేవలం" కనిపించినట్లు అనిపించింది. ఏమిటి?

చాలా కాలం తరువాత, 1838లో, ఫెరడే ఒక ద్రవం యొక్క సారూప్య కదలికను వివరించాడు, కానీ పాదరసం కాదు, కానీ బాగా శుద్ధి చేయబడిన నూనె, దీనిలో వోల్టాయిక్ కాలమ్ నుండి వైర్ యొక్క ముగింపు మునిగిపోయింది. చమురు ప్రవాహాల సుడిగుండాలు స్పష్టంగా కనిపించాయి.

చివరగా, మరో ఐదు సంవత్సరాల తర్వాత, పరిశోధకుడు ఒక సున్నితమైన పరికరానికి అనుసంధానించబడిన థేమ్స్‌లోకి రెండు వైర్లను వదలడం ద్వారా ప్రసిద్ధ వాటర్లూ బ్రిడ్జ్ ప్రయోగాన్ని ప్రదర్శించాడు. అతను భూమి యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రంలో నీటి కదలిక ఫలితంగా ఏర్పడే ఉద్రిక్తతను గుర్తించాలనుకున్నాడు.ఆశించిన ప్రభావం పూర్తిగా రసాయన స్వభావం కలిగిన ఇతరుల ద్వారా మ్యూట్ చేయబడినందున ప్రయోగం విజయవంతం కాలేదు.

కానీ తరువాత ఈ ప్రయోగాల నుండి భౌతికశాస్త్రం యొక్క అత్యంత ఆసక్తికరమైన రంగాలలో ఒకటి ఉద్భవించింది- విద్యుదయస్కాంత హైడ్రోడైనమిక్స్ (EMHD) — ద్రవ-ద్రవ మాధ్యమంతో విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క పరస్పర చర్య యొక్క శాస్త్రం… ఇది క్లాసికల్ ఎలక్ట్రోడైనమిక్స్ (దాదాపు అన్నీ ఫెరడే యొక్క అద్భుతమైన అనుచరుడు J. మాక్స్‌వెల్ సృష్టించినవి) మరియు L. ఆయిలర్ మరియు D. స్టోక్స్ యొక్క హైడ్రోడైనమిక్స్‌ను మిళితం చేస్తుంది.

EMHD అభివృద్ధి ప్రారంభంలో నెమ్మదిగా ఉంది మరియు ఫెరడే తర్వాత ఒక శతాబ్దం పాటు ఈ రంగంలో ప్రత్యేకించి ముఖ్యమైన పరిణామాలు లేవు. ఈ శతాబ్దం మధ్యకాలం వరకు సైద్ధాంతిక అధ్యయనాలు ప్రధానంగా పూర్తి కాలేదు. మరియు త్వరలో ఫెరడే కనుగొన్న ప్రభావం యొక్క ఆచరణాత్మక ఉపయోగం ప్రారంభమైంది.

విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రంలో అధిక వాహక ద్రవం (కరిగిన లవణాలు, ద్రవ లోహాలు) కదులుతున్నప్పుడు, దానిలో విద్యుత్ ప్రవాహం కనిపిస్తుంది (మాగ్నెటోహైడ్రోడైనమిక్స్ - MHD). పేలవమైన వాహక ద్రవాలు (చమురు, ద్రవీకృత వాయువు) కూడా విద్యుత్ ఛార్జీలు (ఎలక్ట్రోహైడ్రోడైనమిక్స్ - EHD) కనిపించడం ద్వారా విద్యుదయస్కాంత ప్రభావానికి "ప్రతిస్పందించాయి".

సహజంగానే, ఫీల్డ్ పారామితులను మార్చడం ద్వారా ద్రవ మాధ్యమం యొక్క ప్రవాహ రేటును నియంత్రించడానికి కూడా ఇటువంటి పరస్పర చర్య ఉపయోగించబడుతుంది. కానీ పేర్కొన్న ద్రవాలు చాలా ముఖ్యమైన సాంకేతికతల యొక్క ప్రధాన వస్తువు: ఫెర్రస్ మరియు ఫెర్రస్ కాని లోహాల లోహశాస్త్రం, ఫౌండ్రీ, చమురు శుద్ధి.

సాంకేతిక ప్రక్రియలలో EMHDని ఉపయోగించడం యొక్క ఆచరణాత్మక ఫలితాలు

EMHD ప్లాస్మా నియంత్రణ, అణు రియాక్టర్లలో ద్రవ లోహాల శీతలీకరణ మరియు విద్యుదయస్కాంత కాస్టింగ్ వంటి ఇంజనీరింగ్ సమస్యలకు సంబంధించినది.

మెర్క్యురీ విషపూరితమైనది. కానీ ఇటీవల వరకు, దాని ఉత్పత్తి సమయంలో, అది కురిపించింది మరియు చేతితో బదిలీ చేయబడింది.MHD పంపులు ఇప్పుడు పూర్తిగా మూసివున్న పైప్‌లైన్ ద్వారా పాదరసం పంప్ చేయడానికి ప్రయాణ అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఉపయోగిస్తాయి. సురక్షితమైన ఉత్పత్తి మరియు అత్యధిక మెటల్ స్వచ్ఛత హామీ ఇవ్వబడుతుంది, కార్మిక మరియు శక్తి ఖర్చులు తగ్గుతాయి.

EMDG వాడకంతో ఇన్‌స్టాలేషన్‌లు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి మరియు వాడుకలో ఉన్నాయి, ఇవి కరిగిన లోహ రవాణాలో మాన్యువల్ శ్రమను పూర్తిగా తొలగించగలిగాయి - మాగ్నెటోడైనమిక్ పంపులు మరియు సంస్థాపనలు అల్యూమినియం మరియు ఫెర్రస్ కాని మిశ్రమాలను పోయడం యొక్క ఆటోమేషన్‌ను అందిస్తాయి. కొత్త సాంకేతికత కాస్టింగ్‌ల రూపాన్ని కూడా మార్చింది, వాటిని ప్రకాశవంతంగా మరియు శుభ్రంగా చేస్తుంది.

EMDG ప్లాంట్లు ఇనుము మరియు ఉక్కును తారాగణం చేయడానికి కూడా ఉపయోగిస్తారు. ఈ ప్రక్రియను యాంత్రికీకరించడం చాలా కష్టంగా పరిగణించబడుతుంది.

లిక్విడ్ మెటల్ గ్రాన్యులేటర్లు ఉత్పత్తిలో ప్రవేశపెట్టబడ్డాయి, ఆదర్శ ఆకారం మరియు సమాన పరిమాణాల గోళాలను ఇస్తాయి. ఈ «బంతులు» నాన్-ఫెర్రస్ మెటలర్జీలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి.

EHD పంపులు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి మరియు శక్తివంతమైన ఎక్స్-రే ట్యూబ్‌లను చల్లబరచడానికి ఉపయోగించబడ్డాయి, దీనిలో ట్యూబ్ యొక్క కాథోడ్ వద్ద అధిక వోల్టేజ్ ద్వారా సృష్టించబడిన విద్యుత్ క్షేత్రంలో శీతలీకరణ నూనె తీవ్రంగా ప్రవహిస్తుంది. కూరగాయల నూనె ప్రాసెసింగ్ కోసం EHD సాంకేతికత అభివృద్ధి చేయబడింది. EHD జెట్‌లను ఆటోమేషన్ మరియు రోబోటిక్స్ పరికరాలలో కూడా ఉపయోగిస్తారు.

మాగ్నెటోహైడ్రోడైనమిక్ సెన్సార్‌లు జడత్వ నావిగేషన్ సిస్టమ్‌లలో కోణీయ వేగాల ఖచ్చితమైన కొలతల కోసం ఉపయోగించబడతాయి, ఉదాహరణకు స్పేస్ ఇంజనీరింగ్‌లో. సెన్సార్ పరిమాణం పెరిగేకొద్దీ ఖచ్చితత్వం మెరుగుపడుతుంది. సెన్సార్ కఠినమైన పరిస్థితులను తట్టుకోగలదు.

MHD జనరేటర్ లేదా డైనమో వేడి లేదా గతి శక్తిని నేరుగా విద్యుత్తుగా మారుస్తుంది. MHD జనరేటర్లు సాంప్రదాయ విద్యుత్ జనరేటర్ల నుండి విభిన్నంగా ఉంటాయి, అవి భాగాలను కదిలించకుండా అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద పనిచేయగలవు.ప్లాస్మా MHD జెనరేటర్ యొక్క ఎగ్జాస్ట్ వాయువు ఆవిరి పవర్ ప్లాంట్ యొక్క బాయిలర్లను వేడి చేయగల జ్వాల.

మాగ్నెటోహైడ్రోడైనమిక్ జనరేటర్ యొక్క ఆపరేషన్ సూత్రం ఎలక్ట్రోమెకానికల్ జనరేటర్ యొక్క ఆపరేషన్ యొక్క సాంప్రదాయ సూత్రానికి దాదాపు సమానంగా ఉంటుంది. MHD జనరేటర్‌లో సాంప్రదాయ EMF వలె, ఇది ఒక నిర్దిష్ట వేగంతో అయస్కాంత క్షేత్ర రేఖలను దాటే ఒక వైర్‌లో ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది. అయినప్పటికీ, సాంప్రదాయ జనరేటర్ల కదిలే వైర్లు MHD జనరేటర్‌లో ఘన లోహంతో తయారు చేయబడితే, అవి వాహక ద్రవం లేదా వాయువు (ప్లాస్మా) ప్రవాహాన్ని సూచిస్తాయి.

మాగ్నెటోహైడ్రోడైనమిక్ యూనిట్ U-25 మోడల్, స్టేట్ పాలిటెక్నిక్ మ్యూజియం (మాస్కో)

1986లో, USSRలో MHD జెనరేటర్‌తో కూడిన మొదటి పారిశ్రామిక పవర్ ప్లాంట్ నిర్మించబడింది, అయితే 1989లో MHDని ప్రారంభించే ముందు ప్రాజెక్ట్ రద్దు చేయబడింది మరియు ఈ పవర్ ప్లాంట్ తర్వాత సంప్రదాయ డిజైన్ యొక్క 7వ పవర్ యూనిట్‌గా Ryazan GRESలో చేరింది.

సాంకేతిక ప్రక్రియలలో విద్యుదయస్కాంత హైడ్రోడైనమిక్స్ యొక్క ఆచరణాత్మక అనువర్తనాల జాబితాను గుణించవచ్చు. వాస్తవానికి, ఈ ఫస్ట్-క్లాస్ మెషీన్లు మరియు ఇన్‌స్టాలేషన్‌లు EMHD సిద్ధాంతం యొక్క అధిక స్థాయి అభివృద్ధి కారణంగా ఉద్భవించాయి.

విద్యుద్వాహక ద్రవాల ప్రవాహం - ఎలక్ట్రోహైడ్రోడైనమిక్స్ - వివిధ అంతర్జాతీయ శాస్త్రీయ పత్రికల యొక్క ప్రసిద్ధ అంశాలలో ఒకటి.