Générateur MHD

[EspritTordu]

Bonjour,

Voici un lien sur une application technique de la magnétohydrodynamique (MHD) concernant la génération électrique :

http://fr.wikipedia.org/wiki/G%C3%A9n%C3%A9rateur_MHD

Je ne suis pas spécialiste en la matière et ne cherche qu'a comprendre mieux le sujet. Aussi je me demande ce qui passerait si le fluide, avant de passer dans la tuyère de Faraday (illustrée par le schéma sur la page du lien), tournerait en rond à grande vitesse, remplaçant par là les bobines magnétiques (et les Teslas à apporter), et puis seulement dans un second temps, le fluide est alors rejeté à travers de la tuyère? Le fluide produirait-il son propre champ magnétique? De quel fluide est-il alors question dans ce cas?De l'eau salée? Un plasma chaud? Y a-t-il un intérêt à cela?

Merci d'avance.
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[EspritTordu]

Le fait que le fluide crée son propre champ magnétique ne réduit-il pas le besoin de créer un fort champ magnétique?

[Tropique]

Le fait que le fluide crée son propre champ magnétique ne réduit-il pas le besoin de créer un fort champ magnétique?

Pour générer un champ magnétique, il faut mettre en mouvement des charges électriques. Le fluide étant électriquement neutre, il est incapable de faire cela.
A+

[melchisedec]

Pour générer un champ magnétique, il faut mettre en mouvement des charges électriques. Le fluide étant électriquement neutre, il est incapable de faire cela.
A+

Qu'à cela ne tienne, si on y met une électrode pour déneutraliser le fluide ca remarche

[A voir en vidéo sur Futura]

[Tropique]

Qu'à cela ne tienne, si on y met une électrode pour déneutraliser le fluide ca remarche

Tu peux élaborer? Ca risque de devenir intéréssant.

[EspritTordu]

Deux questions me viennent à l'esprit : Pourquoi faut-il des champs titanesques alors que la section du tube (rectangulaire!!) est plutôt petite? Après être passé une première fois entre les bobines, le fluide n'a-t-il pas perdu des électrons et ne devient-il pas chargé? A ce jeu, si on fait passer le fluide plusieurs fois entre les bobines, ne chargeont nous pas le fluide davantage à chaque passage ?

[Tropique]

Il ne faut pas spécialement de champs titanesques, mais si on veut une tension appréciable, la loi de Faraday et les constantes fondamentales impliquent un champ élevé. Dans les machines électriques conventionnelles, il y a moins de problèmes parce qu'il est facile de mettre un grand nombre de conducteurs en série et que le champ est contenu dans un circuit magnétique. La section n'a rien à voir dans la tension, elle va déterminer la densité de courant.
Quant au fluide, c'est un conducteur comme un autre qui ne perd ou ne gagne pas plus d'électrons qu'un fil de cuivre soumis à un courant: tout ce qui est "gagné" d'un côté est reperdu de l'autre, et vice-versa, et il reste neutre.
Annexe:
http://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_induction

[EspritTordu]

Il ne faut pas spécialement de champs titanesques, mais si on veut une tension appréciable, la loi de Faraday et les constantes fondamentales impliquent un champ élevé

La section n'a rien à voir dans la tension, elle va déterminer la densité de courant.

Si on a alors des champs plutôt faibles (sinon on parle de plusieurs teslas à plusieurs dizaines de teslas!), alors en fonction de la section, on peut, en additionnant le circuit d'un transformateur, obtenir malgré tout une tension "normale", non? Au dépend du courant effectivement : mais je crois que le système produit beaucoup d'électrons, donc un fort courant de base initialement et ce même avec de petites installations, n'est-ce pas?

il y a moins de problèmes parce qu'il est facile de mettre un grand nombre de conducteurs en série et que le champ est contenu dans un circuit magnétique

Que voulez-vous dire?

Quant au fluide, c'est un conducteur comme un autre qui ne perd ou ne gagne pas plus d'électrons qu'un fil de cuivre soumis à un courant: tout ce qui est "gagné" d'un côté est reperdu de l'autre, et vice-versa, et il reste neutre.

Oui peut-être, mais il me semble qu'il est chargé un certain temps : lorsque le champ arrache les électrons du fluide en mouvement, ces électrons rentrent dans le circuit électrique par l'entremise de deux électrodes ; il ressort par une autre électrode (qui, si je comprends bien n'est pas figurée sur le schéma de wikipédia). Si celle-ci est suffisamment décalée par rapport à la première, sur la longueur qui sépare les deux électrodes, le fluide n'est-il pas chargé? Il me semble que dans les propulseurs ioniques spatiaux, il y a un jet d'électrons à la sortie du fluide propulsé pour le neutraliser électriquement : ne serait-ce pas similaire?

[Tropique]

Si on a alors des champs plutôt faibles (sinon on parle de plusieurs teslas à plusieurs dizaines de teslas!), alors en fonction de la section, on peut, en additionnant le circuit d'un transformateur, obtenir malgré tout une tension "normale", non? Au dépend du courant effectivement : mais je crois que le système produit beaucoup d'électrons, donc un fort courant de base initialement et ce même avec de petites installations, n'est-ce pas?

Les transformateurs ont besoin d'alternatif pour fonctionner, et la tension sortie par un générateur MHD est normalement continue (à part qques cas spéciaux).

Que voulez-vous dire?

On prend un premier conducteur soumis au champ; on connecte la fin au début d'un deuxième conducteur pour les mettre en série; idem pour le troisième et les suivants, et au final on se retrouve avec un bobinage, composé de spires.
Pour générer une induction donnée dans un volume donné, il faut dépenser une quantité d'énergie inversément proportionnelle à la perméabilité du volume en question. Pour du fer, cette perméabilté peut-être de 1000 p.ex. (relative). Donc, dans la mesure du possible, on confine le champ dans des matériaux où la production d'une induction élevée est économique: dans un transfo, tout le champ utile (à l'exception des fuites) est confiné au circuit magnétique, qui est totalement fermé.
Dans une machine tournante, c'est impossible puisque certaines parties sont en mouvement par rapport à d'autres, donc on introduit des entrefers, mais on les garde au strict minimum: même dans une grosse machine, l'entrefer n'est que d'une fraction de mm.
Dans une machine MHD, on se lie une main dans le dos et on se tire une balle dans le pied:
on a pratiquement pas l'option de mettre plusieurs éléments en série, parce que le fluide est commun et tend à faire des courts-circuits entre sections, et on est obligé de générer le champ d'excitation dans une zone étendue de perméabilité unitaire, ce qui requiert une force magnétomotrice élevée.

Oui peut-être, mais il me semble qu'il est chargé un certain temps : lorsque le champ arrache les électrons du fluide en mouvement, ces électrons rentrent dans le circuit électrique par l'entremise de deux électrodes ; il ressort par une autre électrode (qui, si je comprends bien n'est pas figurée sur le schéma de wikipédia). Si celle-ci est suffisamment décalée par rapport à la première, sur la longueur qui sépare les deux électrodes, le fluide n'est-il pas chargé? Il me semble que dans les propulseurs ioniques spatiaux, il y a un jet d'électrons à la sortie du fluide propulsé pour le neutraliser électriquement : ne serait-ce pas similaire?

C'est théoriquement vaguement envisageable, mais il y a de gros problémes pratiques: le courant de faisceau des moteurs ioniques se chiffre en mA ou en µA, alors qu'il faudrait des millions ou des milliards de fois plus pour que cela ait de l'intérêt. En plus, le champ généré par le faisceau même n'a pas l'orientation correcte pour servir à l'excitation, et le dévier pour lui faire générer ce champ génererait des pertes par rayonnement synchrotron.

[EspritTordu]

J'ai mal interprété le schéma de la page : effectivement les électrodes + et -sont présentes et opposées, l'une dessus, l'autre dessous. Mon erreur : cela a été de considérer les particules dessinées comme des électrons, ce qui n'est pas le cas : l'une est un électron (rouge) et l'autre un ion (bleu) ayant porté le dit électron arraché. Cela ne change cependant pas le principe de mon montage. D'ailleurs je me demande si mon montage n'a pas l'intérêt, au moins de supprimer la force de retour des ions contre les électrons revenant du circuit, non?

On met un cube ferromagnétique isolé qui traverse les bobines et le tube, sachant que dans le tube, celui-ci est perçé d'une multitude d'orifice cylindre dans le sens de l'écoulement. le fluide traverse donc le cube par ses orifices. Le champ sera augmenté (ou rapproché de la cible ce qui revient au même),non?

C'est théoriquement vaguement envisageable, mais il y a de gros problémes pratiques: le courant de faisceau des moteurs ioniques se chiffre en mA ou en µA, alors qu'il faudrait des millions ou des milliards de fois plus pour que cela ait de l'intérêt. En plus, le champ généré par le faisceau même n'a pas l'orientation correcte pour servir à l'excitation, et le dévier pour lui faire générer ce champ génererait des pertes par rayonnement synchrotron

Le rejet d'électron à la fin doit être suffisamment lent par rapport à la vitesse du fluide résultant à ce niveau si on ne veut pas que le courant fasse marche arrière dans le fluide, non? Cela siginifie-t-il une faible tension à ce point? Ou bien de laisser une vitesse importante au fluide de sortie? En fait on freine le fluide sur deux points au lieu d'un donc...
Le rayonnement synchroton? n'est-ce pas hors propos? : lorsque on met un courant en bobine classique, il n'a pas de rayonnement spécial (à part la chaleur), de plus il faut être réaliste : si le courant file à 2000m/s dans le cuivre (il faut peut-être vérifier le chiffre), le fait d'utiliser un fluide, même dans une conduite avec du téflon pour diminuer les frottements, la vitesse de circulation devrait être encore réduite : de toute façon, on est loin de la vitesse de la lumière ou du tiers de celle-ci où le phénomène synchroton existe me semble-t-il, non?