
Гидродинамика — наука о движении жидкостей и газов — имеет почтенный возраст. Она изучает явления, происходящие в различных потоках: движутся ли они по трубам или омывают поверхности всевозможных препятствий. Теперь мы видим, что управлять движением проводящих жидкостей и газов можно и магнитным полем, которое играет роль твердой стенки сосудов и трубопроводов. Так возникла новая область знания — магнитная гидродинамика, которая является как бы синтезом электродинамики — науки о движении электрических полей и зарядов и гидродинамики.
Нет нужды подробно разбираться во всем довольно сложном содержании этой новой науки. Вполне достаточно тех качественных представлений, изложенных в предыдущем разделе.
Но магнитная гидродинамика — это не только теоретические расчеты. Она находит себе все более широкое применение в самых различных областях современной техники.
Конечно, наиболее важной проблемой магнитной гидродинамики является получение управляемых термоядерных реакций в магнитных сосудах и ловушках. Нужно получить звездное вещество с температурой в сотни миллионов градусов. Но пока этого еще нет, нельзя пройти мимо уже попутно решенных очень важных задач.
На всякий проводник с током, в том числе и на проводящую жидкость, помещенные в магнитное поле, действует механическая сила.
На этом принципе основан электромагнитный насос для перекачки жидкого металла, схема которого изображена на рисунке. Здесь нет вращающихся частей. Жидкость наполняет щелевой зазор между полюсами сильного электромагнита. Через расплавленный металл, помещенный между электродами А и В, пропускают электрический ток, создающий собственное магнитное поле. В результате взаимодействия с внешним полем жидкость выталкивается из зазора. Таким путем создается постоянный поток металла в направлении от Д к Е.
В обычных насосах давление создается поршнем либо вращающимся ротором с лопатками. Здесь же работает только магнитное давление.
Электромагнитные насосы находят себе применение и в принудительной циркуляции натрия (теплоносителя) в ядерном реакторе. Расплавленный металл протекает через активную зону, отбирает тепло от урановых блоков и, проходя через парогенератор, превращает воду в пар высокого давления. В последнее время эти насосы начали использоваться в металлургической промышленности при разливке расплавленного металла в формы.
Для перекачки жидкого металла можно также использовать и переменный ток. Как известно, он создает вращающееся магнитное поле. Значит, его не надо пропускать через проводящую жидкость, так как он сам создается вращающимся полем.
Электромагнитный насос может перекачивать не только жидкий металл, но и проводящий газ — плазму. Энергию ускоренной плазмы легко превратить в механическую. Ведь существуют гидротурбины, вращение которых производится потоком воды. Электромагнитный насос с плазмой также можно рассматривать как плазменный электродвигатель. Здесь электрическая энергия трансформируется в механическую.