Выясним теперь порядок основных величин, характеризующих работу плазменного МГД–генератора. Из рис. 3.2, на котором приведены скорости газа от разности температур для криптона, аргона, продуктов сгорания органического топлива, а также гелия и водорода, непосредственно следует, что при Dt = 1000 К могут быть получены скорости порядка 10³ м/с.

Рис. 3.2

На рис. 3.3 приведена средняя плотность мощности в зависимости от скорости газа. Индукция здесь и далее ориентировочно принята 2 Тл.

Рис. 3.3

Из рис. 3.3 видно, что при средней скорости в канале 10³ м/с и  можно получить мощность р = 1 , при  – и т.д.

На рис. 3.4 показана зависимость генерируемого напряжения От скорости газа. При расстоянии между электродами около 1 м и скорости 10³ м/с напряжение получается ок. 10³ В.

Из приведенных зависимостей следует, что при достижимых скоростях v = 10³ м/с и проводимости газа  длина генераторного канала должна быть не меньше 1¸10 м, так как в длинных каналах будут большие потери тепла на стенках канала, а в коротких неудовлетворительные электрические показатели. Давление газа в канале может составлять 1¸10 атм.

В настоящее время возможности промышленного применения МГД–генераторов ограничены. Это связано с тем, что для поднятия КПД и плотности мощности нужно увеличивать рабочие температуры в канале до 3000°К и выше. Существующие жаропрочные материалы при таких температурах не могут работать продолжительное время. Аналогичные цели могут быть достигнуты и за счет уменьшения температуры плазмы с одновременным увеличением ее электропроводности. Однако последняя задача представляется еще более сложной. При возможных сегодня температурах в 2200–2400°К МГД–генератор в блоке с обычной тепловой станцией может иметь суммарный КПД ок. 50¸55 процентов, что уже существенно выше КПД обычного энергоблока тепловой электростанции.

Примерная схема тепловой станции может быть представлена так. При общей мощности примерно 450 МВт в МГД–генераторе развивается мощность ок. 360 МВт при температуре газа 3200°К, получаемой при сжигании угля с начальной температурой 2255°К. Газ, выходящий из канала МГД–генератора при температуре 2590°К, проходит через регенератор, где охлаждается до температуры 1425°К и далее поступает в парогенератор обычного энергоблока. При образовании пара газ охлаждается до температуры 422°К. Пар вращает турбину, а турбина – турбогенератор, который развивает мощность ок. 100 МВт. Постоянное напряжение МГД–генератора величиной около 2500 В инвертируется в переменное напряжение промышленной частоты и через трансформатор передается в общую энергосистему.

В СССР к началу 80–х годов уже проектировалась промышленная МГД–станция с регенерацией мощностью 300 МВт. Магнит генератора должен был иметь сверхпроводящую обмотку и создавать магнитное поле ок. 4¸5 Тл.

К сожалению последующие события не позволили этому проекту осуществиться в реальности.

В заключении заметим, что уже в наше время прорабатываются серьезные проекты по созданию плазменных ускорителей для космических ракет большой грузоподъемности, так как МГД–генератор, как и электрическая машина обладает принципом обратимости.