MAGNÉTOHYDRODYNAMIQUE (MHD)
Magnétohydrodynamique des gaz faiblement ionisés
Équations générales
Un gaz faiblement ionisé est composé essentiellement d'atomes, de molécules neutres et de quelques particules chargées : électrons et ions. Les densités numériques n0, ne, ni de ces trois espèces de particules satisfont aux relations ne = ni (neutralité électrique) et ne ⪡ n0. Des gaz de ce type se rencontrent en électrotechnique (décharges dans les gaz, convertisseurs d'énergie), en aérodynamique (écoulements hypersoniques) et en géophysique (basse ionosphère).
Les propriétés hydrodynamiques d'un gaz faiblement ionisé sont essentiellement celles du gaz neutre. D'autre part, les forces électromagnétiques appliquées aux particules chargées sont transmises localement aux particules neutres par les collisions électron-neutre et ion-neutre qui sont très fréquentes si la pression n'est pas trop basse. Dans ces conditions, on peut, si l'on se limite à l'étude d'écoulements ne variant pas trop vite dans le temps ou dans l'espace (basses fréquences, grandes longueurs d'ondes), transposer les équations de la M.H.D. aux gaz faiblement ionisés. Cependant, pour tenir compte de la compressibilité du gaz, il faut écrire le système complet des équations hydrodynamiques.
Paramètre de Hall
Encyclopædia Universalis France
Les équations électromagnétiques de la M.H.D. se transposent sans grandes modifications aux gaz faiblement ionisés. La condition pour que le courant de déplacement soit négligeable s'écrit :
Propriétés du mercure et de gaz ionisés
Encyclopædia Universalis France
Le tableau permet finalement de comparer les propriétés magnétohydrodynamiques d'un gaz faiblement ionisé typique et d'un métal liquide tel que le mercure.
Génération d'électricité par conversion M.H.D.
Bien que les idées de base de la M.H.D. remontent aux travaux de Faraday, c'est surtout depuis 1955 que l'utilisation de gaz ionisés dans des convertisseurs d'énergie a fait l'objet de travaux importants. Le but recherché est la mise au point de générateurs à induction transformant directement l'énergie interne d'un gaz chaud en énergie électrique sans passer par l'intermédiaire de machines tournantes (turbines, alternateurs ou dynamos). Pour cela, on rend le gaz légèrement conducteur de l'électricité en l'ionisant partiellement : l'ionisation est facilitée par l'ensemencement du gaz en atomes alcalins facilement ionisables ; elle peut être purement thermique ou augmentée par un champ électrique auxiliaire. Le gaz chaud ionisé est envoyé dans une tuyère M.H.D. qui joue un double rôle : d'une part, le gaz s'y détend et transforme une partie de son énergie thermique en énergie[...]
La suite de cet article est accessible aux abonnés
- Des contenus variés, complets et fiables
- Accessible sur tous les écrans
- Pas de publicité
Déjà abonné ? Se connecter
Écrit par
- Jean-Loup DELCROIX : Professeur à l'Université de Paris-Sud Orsay. Directeur de l'Ecole Supérieure d'Electricité.
Classification
Médias
Convection du champpar un fluide infiniment conducteur
Encyclopædia Universalis France
Diffusion du champ à travers un fluide
Encyclopædia Universalis France
Fluides : données caractéristiques
Encyclopædia Universalis France
Autres références
-
ALFVÉN HANNES (1908-1995)
- Écrit par Agnès LECOURTOIS
- 426 mots
L’astrophysicien suédois Hannes Alfvén a reçu le prix Nobel de physique en 1970 pour sa contribution à la physique des plasmas qu'il a fondée, prix qu’il a partagé avec le physicien français Louis Néel (1904-2000).
Né le 30 mai 1908 à Norrköping en Suède, Hannes Alfvén fait ses études...
-
ÉNERGIE - La notion
- Écrit par Julien BOK
- 7 543 mots
- 4 médias
En magnétohydrodynamique, un gaz à très haute température est ionisé et contient des électrons et des ions ; on l'appelle alors plasma. Un plasma très chaud peut être éjecté à grande vitesse par une tuyère. Si un tel jet est placé dans un champ magnétique, les charges positives et négatives sont déviées... -
FLUIDES MÉCANIQUE DES
- Écrit par Jean-François DEVILLERS , Claude FRANÇOIS et Bernard LE FUR
- 8 791 mots
- 4 médias
Les lois de la mécanique des fluides classique ont été étendues aux fluides conducteurs, tels que les plasmas et les métaux liquides s'écoulant dans un champ magnétique ; cette extension constitue la magnétohydrodynamique (M.H.D.). -
INTERPLANÉTAIRE MILIEU
- Écrit par Pierre COUTURIER et Jean-Louis STEINBERG
- 4 665 mots
- 5 médias
...trous coronaux ; en revanche, lorsque les structures magnétiques coronales sont refermées sur le Soleil, le plasma s'y trouve piégé. C'est ce phénomène magnétohydrodynamique qui est à l'origine de la structure spirale du champ magnétique interplanétaire. En effet, une ligne de force enracinée dans la... - Afficher les 7 références
