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La magnetoidrodinamica studia le interazioni tra il moto dei fluidi elettricamente conduttori e il campo magnetico. Le cariche libere presenti in un fluido conduttore in moto all’interno di un campo magnetico sono soggette ad una forza elettromagnetica, nota come forza di Lorentz (o di Laplace); da essa deriva un campo elettrico indotto di natura mozionale, quindi una differenza di potenziale.
Collegando opportunamente degli elettrodi sulle pareti del condotto entro cui scorre il flusso e chiudendo il circuito attraverso un carico elettrico, è possibile estrarre potenza elettrica a spese del lavoro meccanico compiuto dalle forze elettromagnetiche.
Le caratteristiche delle interazioni magnetoidrodinamiche sono riassunte mediante due parametri adimensionali: il numero di Reynolds magnetico, che costituisce una stima della reazione di armatura (effetto del campo magnetico sul moto del fluido), e il numero di Hartmann, che costituisce una stima delle perdite per attrito viscoso.
La forza fluidomotrice necessaria a far muovere il fluido conduttore all’interno del campo magnetico è ottenuta grazie all’abbassamento della densità media derivante dal miscelamento con un gas più leggero (ad esempio, il vapore acqueo prodotto con un ciclo Rankine tradizionale).
Per lo studio di questo fenomeno di circolazione sono necessarie alcune conoscenze di base della fluidodinamica delle miscele bifase.
Oggetto di questa tesi è il dimensionamento di massima di un impianto in grado di produrre 15 kW elettrici sfruttando un metallo liquido (il mercurio) come fluido di lavoro: da qui la sigla LMMHD – Liquid Metal MagnetoHydroDynamics.