电磁流体力学 (EMHD)

迈克尔法拉第年轻而快乐。直到最近，他才离开装订工，沉浸在物理实验中，他发现这些实验有多么奇怪。

1821 年即将到来。这家人在等客人。一位慈爱的妻子为这个场合烤了一个苹果派。法拉第为自己准备的主要“款待”——一杯水银。当一块磁铁靠近它时，银色液体会以一种有趣的方式移动。固定磁铁不起作用。客人很满意。似乎当它靠近磁铁时，水银内部“刚好”出现了一些东西。什么？

很久以后，在 1838 年，法拉第描述了一种类似的液体运动，但不是水银，而是经过良好纯化的油，伏打柱的电线末端浸入其中。油流的漩涡清晰可见。

最后，又过了五年，研究人员进行了著名的滑铁卢桥实验，将两根电线放入泰晤士河中，连接到一个敏感设备。他想检测水在地球磁场中的运动所产生的张力。实验没有成功，因为预期的效果被其他纯化学物质削弱了。

但后来从这些实验中产生了物理学中最有趣的领域之一—— 电磁流体力学 (EMHD) — 电磁场与液-液介质相互作用的科学…它结合了经典电动力学（几乎全部由法拉第的杰出追随者 J. Maxwell 创建）和 L. Euler 和 D. Stokes 的流体动力学。

EMHD 的发展最初很缓慢，在法拉第之后的一个世纪里，该领域没有特别重要的发展。直到本世纪中叶，理论研究才基本完成。很快，法拉第发现的效应开始实际应用。

事实证明，当高导电性液体（熔盐、液态金属）在电磁场中移动时，其中会出现电流（磁流体动力学——MHD）。导电性差的液体（油、液化气）也会通过电荷的出现对电磁效应产生“反应”（电流体动力学 - EHD）。

显然，这种相互作用也可以用于通过改变场参数来控制液体介质的流速。但上述液体是最重要技术的主要对象：黑色金属和有色金属冶金、铸造、炼油。

在技​​术过程中使用 EMHD 的实际结果

EMHD 与工程问题有关，例如等离子容器、核反应堆中液态金属的冷却和电磁铸造。

众所周知，汞是有毒的。但直到最近，在它的生产过程中，它都是手工浇注和转移的。MHD 泵现在使用行进磁场通过绝对密封的管道泵送汞。安全生产和最高金属纯度得到保证，劳动力和能源成本降低。

使用 EMDG 的装置已经开发出来并投入使用，它成功地完全消除了熔融金属运输中的体力劳动——磁力泵和装置提供了浇注铝和有色金属合金的自动化。新技术甚至改变了铸件的外观，使其光洁。

EMDG 工厂也用于铸铁和钢材。众所周知，这个过程特别难以机械化。

液态金属造粒机已投入生产，生产出形状理想且尺寸相等的球体。这些“球”广泛用于有色金属冶金。

EHD 泵被开发并用于冷却强大的 X 射线管，其中冷却油在管阴极的高压产生的电场中集中流动。 EHD 技术已开发用于植物油加工。EHD 射流也用于自动化和机器人设备。

磁流体动力学传感器用于精确测量惯性导航系统中的角速度，例如在空间工程中。精度随着传感器尺寸的增加而提高。该传感器可以承受恶劣条件。

MHD 发电机或发电机将热能或动能直接转化为电能。 MHD 发电机与传统发电机的不同之处在于它们可以在高温下运行而无需移动部件。等离子 MHD 发生器的废气是一种能够加热蒸汽发电厂锅炉的火焰。

磁流体发电机的工作原理几乎与机电发电机的传统工作原理相同。就像 MHD 发生器中的传统 EMF 一样，它是在以一定速度穿过磁力线的导线中产生的。然而，如果传统发电机的动线在 MHD 发电机中由固体金属制成，则它们代表导电液体或气体（等离子体）的流动。

磁流体动力装置模型 U-25，国家理工博物馆（莫斯科）

1986 年，苏联建造了第一座配备 MHD 发电机的工业发电厂，但 1989 年该项目在 MHD 推出前被取消，该发电厂后来加入梁赞 GRES，成为常规设计的第 7 台动力装置。

电磁流体力学在技术过程中的实际应用列表可以成倍增加。当然，这些一流的机器和设备的出现，是因为EMHD理论的高度发展。

介电流体的流动——电流体动力学——是各种国际科学期刊的热门话题之一。