Magneto Hidro Dinamika (MHD)

5/25/2018 Magneto Hidro Dinamika (MHD)

1/10

MAGNETO HIDRO DINAMIKA (MHD)Yudan Aries Maulana 121910201106

Ahmad Sho` im 121910201111

KELOMPOK 10

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS JEMBER

2013


2/10

PENGERTIAN MAGNETO HIDRO DINAMIKA

Istilah magnetohydrodynamic terdiri dari kata magnetoyang berarti medan magnetik,

hydro yang berarti cairan/fluida, dan dynamic yang berarti pergerakan.

Magnetohydrodynamic (MHD)dapat diartikan sebagai suatu penghantaran dan pergerakan

suatu fluida secara elektrik di dalam suatu medan magnetik. Fluida yang dimaksud dapat

berupa plasma, logam cair, atau air garam.

Magneto-hidro-dynamic (MHD) merupakan sistem pembangkitan kelistrikan baru yang

dikatakan memiliki efisiensi tinggi dan rendah polusi. Berdasarkan namanya MHD generator

berhubungan dengan aliran zat cair yang bersifat konduksi dalam medan magnet dan listrik.

Zat cair ini dapat berupa gas dengan temperatur yang tinggi atau logam cair seperti sodium

atau potassium.

Pada awalnya penemuan fenomena tersebut diketahui dari percobaan yang dilakukan

Faraday tahun 1831. Faraday membuktikan bahwa zat cair bersifat konduktor dapat menjadi

bagian dari pembangkitan listrik dengan membenamkan elektroda ke dalam sungai Thamesdari ujung jembatan Waterloo ke ujung lainnya sedangkan ditengahnya dipasang sebuah

galvanometer. Faraday beralasan listrik yang melewati air sungai yang memotong medan

magnet bumi akan menghasilkan emf , hal ini dibuktikan dengan sedikit menyimpangnya

galvanometer. Produksi listrik melalui konduktor zat cair yang memotong medan magnet

dikenal sebagai magnetohydrodinamic (MHD) generator.


3/10

Generator MHD eksperimen pertama dibuat di labor Westinghouse pada tahun 1938-1944

dengan menggunakan hasil pembakaran gas alam sebagai gas kerja dan ionisasi tembakan

elektron. Kemudian 1961 zat cair diganti dengan cairan minyak bumi yang dicampur dengan

potassium, yang menghasilkan listrik sebesar 10 kW. Pada tahun yang sama listrik dengan

besar yang sama didapatkan pada laboratorium Avco Everett oleh Rosa dengan menggunakan

Argon pada 3000oK sebagai gas kerja dengan sedikit potassium sebagai penyedia elektron

bebas sebagai penyedia konduktivitas.

Tahun 1965 Amerika Serikat berhasil mengoperasikan generator berbahan bakar alkohol yang

berjalan selama tiga menit. Uni Soviet pada 1971 menguji pembangkit 75 MW ( 25 MW dari

MHD dan 50 MW dari uap). Pengembangan MHD generator ini terus dilanjutkan sehingga

pada 2004 Amerika Serikat berhasil membangun pembangkit listrik 300 MW yang digerakkan

oleh MHD dan uap.


4/10

PRINSIP KERJA MAGNETO HIDRO DINAMIKA

Prinsip kerja MHD sederhana, berdasarkan hukum Faraday's dari induksi elektromagnetik,

yaitu, ketika sebuah konduktor listrik bergerak melintasi medan magnet, ggl adalah diinduksi

di dalamnya, yang menghasilkan arus listrik. Konduktor tidak perlu yang solid-ini mungkin

merupakan gas atau cair. Ini adalah prinsip konvensional generator juga, di mana konduktor

terdiri dari strip tembaga. Dalam sebuah generator MHD konduktor padat akan diganti

dengan sebuah konduktor gas (tekanan tinggi, gas pembakaran suhu tinggi), yaitu gas

terionisasi.

Jika gas tersebut dilewatkan pada kecepatan tinggi melalui kuat atau kuat medan magnet,

yaitu misalkan kita memiliki partikel bermuatan (memiliki charge 'q') bergerak di '' v

kecepatan tinggi ke arah kanan dan medan magnet tegak lurus diterapkan. Sebuah gaya

magnetik (Lorentz Force) F 'bertindak' pada partikel bermuatan. Seperti yang ditunjukkan

pada gambar di bawah ion positif akan dipercepat menuju atas plat P1 (katoda) dan ion

negatif akan dipercepat terhadap P2 plat rendah (anoda). Jika P1 dan P2 secara eksternalterhubung melalui resistensi, arus akan mengalir melalui perlawanan. Jadi energi gas secara

langsung dikonversi menjadi listrik energi. Ini adalah prinsip generator MHD.


5/10


6/10

Meringkas penjelasan di atas, kita dapat mengatakan bahwa dalam sistem MHD energi

kinetik dari fluida kerja diubah menjadi energi listrik.

Gambar berikut menunjukkan perbandingan antara generator turbodan sebuah generator

MHD.

Di sini, di turbogenerator, konduktor bergerak dalam medan magnet yang padat, sedangkan

dalam generator MHD konduktor bergerak dalam medan magnet dalam bentuk gas. Tapi

keduanya bekerja pada prinsip yang sama, melakukan pekerjaan yang sama, memberikan

output yang sama. Namun, efisiensi keduanya bervariasi, sebagai generator Mhd

memberikan yang lebih baik dan lebih banyak output dari turbogenerator tersebut, maka itu

lebih efisien.


7/10

SISTEM MAGNETO HIDRO DINAMIKA

Sistem MHD secara luas diklasifikasikan menjadi:

(1)System siklus terbuka

(2)System siklus tertutup

Perbandingan yang erat antara kedua sistem tertera di bawah ini:

istem iklus Terbuka istem iklus Tertutup(1) Di sini fluida kerja setelah pembangkitenergi listrik dibuang ke atmosfir melalui

stack.(1) Di sini fluida kerja didaur ulang ke sumber

panas dan dengan demikian dapat digunakan

lagi dan lagi.(2) Penyelenggaraan MHD generator dilakukan

secara langsung pada produk pembakaran

(seperti batubara, minyak, gas alam (gas panas

sehingga terbentuk unggulan dengan jumlah

kecil dari logam alkali terionisasi seperti

cesium atau kalium)) dalam sebuah sistem

siklus terbuka.

(2) Dalam helium siklus tertutup sistem atau

argon (dengan pembenihan cesium)

digunakan sebagai fluida kerja.

(3) kebutuhan Suhu di sini sangat tinggi, yaitu,

sekitar 2300 C dengan 2700 C. (3) Berikut persyaratan suhu relatif sedikit, yaknisekitar 530 C.(4) Siklus MHD sistem terbuka melibatkan-risiko

teknologi-kompleks yang relatif tinggi,

terutama karena suhu tinggi yang diperlukan.(4)Siklus MHD sistem tertutup melibatkan-risiko

teknologi sederhana yang relatif rendah,

terutama karena suhu kerja relatif rendah.(5) Sesuai dengan penelitian terbaru dan

pekerjaan pembangunan, efisiensi adalah

ditemukan lebih.(5) Sampai saat ini ada perkembangan yang

signifikan telah terjadi dalam sistem ini, dan

efisiensi yang tampaknya relatif kurang.(6) Mereka lebih mahal dibandingkan dengan

siklus MHD sistem tertutup. (6) Mereka cukup mahal.


8/10

KELEBIHAN DAN KEKURANGAN SISTEM MAGNETO HIDRO

DINAMIKA

Generasi MHD menawarkan beberapa keunggulan dibandingkan dengan metode lain untuk

pembangkit listrik. Mereka adalah sebagai berikut:

1) Efisiensi konversi dari sistem MHD bisa sekitar 50% (masih lebih tinggi diharapkan)

sebagai dibandingkan dengan kurang dari 40 persen untuk uap tanaman yang paling

efisien.

2) Sejumlah besar daya yang dihasilkan.

3) Ia tidak memiliki bagian yang bergerak, sehingga lebih dapat diandalkan.

4) Memiliki kemampuan untuk mencapai tingkat kekuatan penuh segera dimulai.

5) Karena efisiensi yang lebih tinggi, biaya pembangkitan secara keseluruhan dari sebuah

pabrik MHD akan kurang.

6) Panas pemanfaatan yang lebih efisien akan mengurangi jumlah panas yang dibuang kelingkungan dan kebutuhan air pendingin juga akan lebih rendah.

7) Efisiensi penggunaan bahan bakar yang lebih tinggi berarti lebih baik. Mengurangi

konsumsi bahan bakar akan menawarkan manfaat ekonomi dan sosial tambahan.

8) Sistem Siklus Tertutup menghasilkan tenaga bebas polusi.

9) Ukuran tanaman adalah jauh lebih kecil dibandingkan tanaman konvensional bahan

bakar fosil.10)Sangat cocok untuk pembangkit listrik puncak dan layanan darurat.


9/10

Bahkan setelah memiliki sejumlah keuntungan, MHD Sistem memiliki kelemahan sendiri yang

melarang komersialisasi tersebut. Kelemahan MHD System terdaftar di bawah ini:

1) MHD Sistem menderita dari arus balik (arus pendek) elektron melalui melakukan cairan

di sekitar ujung medan magnet. Kerugian ini dapat dikurangi dengan:2) meningkatkan rasio aspek (L / d) dari generator.

3) mengizinkan kutub medan magnet untuk memperpanjang luar akhir elektroda.

4) menggunakan baling-baling berisolasi dalam saluran fluida dan pada inlet dan outlet .

5) Akan ada kerugian gesekan tinggi dan transfer kerugian panas. Kerugian gesekan

mungkin setinggi 12% input.

6) Sistem MHD beroperasi pada suhu yang sangat tinggi untuk mendapatkan tinggi listrikkonduktivitas. Tetapi elektroda harus relatif pada temperatur rendah dan karenanya gas

di sekitar elektroda lebih dingin. Hal ini meningkatkan resistivitas gas dekat elektroda

dan maka akan ada tegangan turun sangat besar di film gas. Dengan menambahkan

bahan benih, resistivity dapat dikurangi.

7) Sistem MHD membutuhkan magnet yang sangat besar dan ini merupakan biaya besar.

8) Batubara, bila digunakan sebagai bahan bakar, menimbulkan masalah abu cair yangmungkin arus-pendek pada elektroda. Oleh karena itu, minyak atau gas alam dianggap

lebih banyak bahan bakar untuk sistem ini. Pembatasan penggunaan bahan bakar

membuat operasi lebih mahal.


10/10

APLIKASI MAGNETO HIDRO DINAMIKA

MHD telah dipakai pada berbagai macam sistem seperti ;

1. Sistem hibrid pembangkit listrik tenaga uap

Dimana MHD generator dipakai bersama dengan pembangkit konvesional untuk

menghasilkan efisiensi operasi yang lebih tinggi.

2. Sumber tenaga pada pesawat luar angkasaMHD telah digunakan sebagai sumber tenaga bagi pesawat luar angkasa yang ada sekarang

dikarenakan keandalannya berdasarkan studi yang telah dilakukan.

3. Sumber tenaga pada kapal selam perang

Dengan tidak adanya bagian yang bergerak pada generator memungkinkan noise yang

dihasilkan tidak ada lagi sehingga mencegah terdeteksinya kapal selam tersebut oleh radar.

4. Pembuatan bom elektromagnetMHD generator merupakan salah pilihan dalam menyediakan arus starting dalam

menginisiasikan ledakan pada bom elektromagnetik.

5. Ekperimentasi terowongan angin hipersonik

Documents

Magneto Hidro Dinamika (MHD)