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SISTEMA DE PROPULSIÓN MAGNETOHIDRODINAMICO ALUMNOS: Chucho Gordo Mogo xD PROFESOR.

DIAZ LEIVA NELSON

GH:

01M

JULIO DEL 2013

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA – ENERGIA

FISICA III 01M

INDICE PÁGINA DEDICATORIA

1

INDICE

2

INTRODUCCION

3

OBJETIVOS

3

MARCO TEORICO

3

MAGNETOHIDRODINAMICA

3

HISTORIA

4

PROPULSIÓN MAGNETOHIDRODINÁMICA

4

DEFINICIÓN Y PRESENTACIÓN

5

ECUACIONES GENERALES PROTOTIPO DE BUQUE PROPULSADO POR MHD YAMATO 1 INSTRUMENTOS Y MATERIALES DE CONSTRUCCION

7 10 12

PROCEDIMIENTO PROYECTO CULMINADO

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CONCLUSIONES

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REFERENCIA BIBLIOGRAFICA

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SISTEMA DE PROPULSIÓN MAGNETOHIDRODINÁMICO I. INTRODUCCIÓN: El presente proyecto se analizara el sistema de propulsión magnetohidrodinámico, aplicado a un vehículo acuático el cual consiste en la interacción del movimiento de flujo (agua salada en nuestro proyecto) conducidos con electricidad y campos magnéticos, provistos de una variedad de fenómenos asociados con la conversión de energía electro-fluido-mecánica. Cuyoefecto de tal interacción puede ser observado en el fluido en que trabajamos debido a que este se mueve por la inducción del campo magnético; haciendo que el vehículo se desplace por la propulsión de chorro del fluido saliente.

II. OBJETIVOS:  Mostrar una aplicación de los principios de electromagnetismo. Ley de Lorentz.  Conocer en que consiste y como funciona el sistema de propulsión Magnetohidrodinámico.  Encontrar las ventajas y desventajas de la propulsión Magnetohidrodinámica.

III. MARCO TEORICO: IV.

V. VI. VII. VIII.

¿QUÉ ES LA SUPERCONDUCTIVIDAD?

Es el fenómeno mostrado por ciertos conductores que demuestran ninguna resistencia al paso de la corriente eléctrica. Los superconductores exhiben también un fuerte diamagnetismo; el que es repelido por campos magnéticos. La superconductividad se manifiesta solo sobre una cierta temperatura crítica y a un campo magnético crítico, el cual puede variar de acuerdo al material usado. Las temperaturas bajas son conseguidas por el uso de helio líquido, un costoso e ineficiente refrigerante - en algunos casos. La operación a temperaturas ultra bajas produce una severa reducción de la eficiencia de la máquina superconductora. Por eso muchas de estas máquinas no son consideradas prácticas. Pero a partir de 1986 descubrimientos en varias universidades y centros de investigación cambiaron radicalmente esta situación. El descubrimiento de nuevos materiales cerámicos metal-óxido que contienen raros elementos permitieron lograr temperaturas más bajas permitiendo el uso

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de nitrógeno líquido como refrigerante. El cual es más efectivo y barato que el helio. IX. X. XI. XII.

XIII. XIV. XV. XVI.

XVII.

Historia La superconductividad fue primero descubierta en 1911 por el físico alemán HeikeKamerlinghOnnes, quien observó que el mercurio bajo 4.2 K (-268.8° C/451.8° F) no tiene resistencia eléctrica. El fenómeno fue mejor entendido solamente después que un fuerte diamagnetismo fue detectado en un superconductor por Karl W. Meissner y R. Ochsenfeld en Alemania en 1933. La física básica de la superconductividad, sin embargo, no fue desarrollada hasta 1957, cuando los físicos americanos John Bardeen, Leon N. Cooper y John R. Schrieffer descubrieron la ahora celebrada teoría BCS por la cual recibieron el Premio Nobel de física en 1972. La teoría describe la superconductividad como un fenómeno cuántico en el cual en conducción los electrones se mueven en pares y además no muestran resistencia eléctrica. En 1962 el físico británico Brian D. Josephson examinó la naturaleza cuántica de la superconductividad y propuso la existencia de oscilaciones en la corriente eléctrica fluyendo hacia dos superconductores separados por una fina capa aislante dentro de un campo eléctrico ó magnético.

Aplicaciones En vista de la ausencia de resistencia, los superconductores han sido usados para hacer electromagnetos que generan grandes campos magnéticos sin pérdida de energía. Los magnetos superconductores han sido usados en estudios de materiales y en la construcción de poderosos aceleradores de partículas. Usando los efectos cuánticos de superconductividad, han sido desarrollados instrumentos que miden la corriente, el voltaje y campos magnéticos con una sensibilidad sin precedentes. El descubrimiento de mejores superconductores es un significante paso hacia un gran espectro de aplicaciones, incluyendo computadoras mucho más rápidas con gran capacidad, reactores de fusión nuclear en el cual gas ionizado es controlado por campos magnéticos, trenes de suspensión magnética de alta velocidad ("Maglev"), y quizás el más importante de todos, una máxima eficiencia en la generación y transmisión de energía eléctrica.

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XVIII. XIX.

Fotografía de dos magnetos superconductores usados en la levitación magnética - Maglev

XX. MAGNETOHIDRODINAMICA: La magnetohidrodinámica(MHD)es la disciplina académica que estudia ladinámicadefluidosconductoresde electricidad en presencia de campos eléctricos y magnéticos. Ejemplos de tales líquidos incluyen plasmas, los metales líquidos y el agua salada. El término magnetohidrodinámica deriva de magneto-, que significa campo magnético, hidro-, que significa líquido, y dinámica, que significa movimiento. El concepto de magnetohidrodinámica fue utilizado inicialmente por HannesAlfvén, trabajo por el cual recibió el Premio Nobel de Física en 1970. La ideadelamagnetohidrodinámicaesqueloscamposmagnéticospuedeninducircorrientes en un fluido conductor móvil, que crean fuerzas en el fluido, y que también cambia el campo magnético mismo. El sistema de las ecuaciones que describen la magnetohidrodinámicason una combinación de las ecuaciones de Navier-Stokes de dinámica de fluidos y las ecuaciones de Maxwell del electromagnetismo. Estas ecuaciones diferenciales tienen que ser resueltas simultáneamente, bien analíticamente bien numéricamente. Como la magnetohidrodinámica es una teoría de fluidos, no puede tratar fenómenos cinéticos en los cuales la existencia de partículas discretas sea importante. Introducción histórica a la MHD Los principios fundamentales de este fenómeno ya fueron descritos por Faraday alrededor de 1830, pero hasta 1959 la tecnología no alcanzó el nivel adecuado que permitiera vencer las dificultades en la comprensión de las propiedades de los conductores con cargas libres como los gases ionizados a muy alta temperatura. La investigación, que en este campo se llevó a cabo en Francia, Alemania, Gran Bretaña, Japón, la Unión Soviética y EE.UU, permitió afianzar los principios de esta ciencia, por la que o bien la energía térmica o la energía cinética del fluido es transformada directamente en energía eléctrica, o viceversa; es decir, si una corriente es conducida a través del fluido, se ejercerá una fuerza sobre éste, convirtiendo al dispositivo en una bomba, cuyo fluido circulante es la única parte en el movimiento. Para la comprensión y la deducción de las ecuaciones básicas de la MHD es preciso SISTEMA DE PROPULSION MAGNETOHIDRODINAMICO SEMESTRE 2013A

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tener en cuenta las propiedades elementales de los campos magnéticos y eléctricos, y los vectores de campo que interactúan con una partícula del fluido conductor eléctrico. El 18 de julio de 1958 Warren A. Rice patentó un sistema denominado “Propulsion System” utilizando un campo eléctrico y un flujo magnético para crear un empuje en el agua de mar ionizada que lograba propulsar un buque. La patente fue aceptada el 22 de agosto de 1961 y constituyó la primera aplicación de la MHD a la propulsión de buques. La idea de Rice fue seguida por Stewart Way de Westinghouse al frente de un grupo de investigadores recién graduados de la Universidad de California en Santa Bárbara. Este grupo logró desarrollar y probar en 1966 el primer vehículo propulsado mediante tecnología MHD, un submarino de unos 400 kg de desplazamiento, 3 metros de eslora y 0,46 m de diámetro, que alcanzó, en el Canal de Experiencias de Santa Bárbara, los 0,4 m/s de velocidad. El diseño consideró varios sistemas de propulsión, incluyendo un conducto interno y externo, utilizando como fuente, tanto la corriente continua como la alterna, si bien fue aplicada la corriente continua y el flujo exterior a causa, de la sencillez que proporcionaba el uso de una batería y del mayor rendimiento proporcionado por la conducción exterior del flujo. Ante este éxito, Stewart Way estaba convencido de que la propulsión MHD se podría aplicar a ciertos buques de 100.000 ton de desplazamiento para transportar grandes cantidades de carga, añadiendo que el rendimiento del flujo exterior aumenta con el tamaño, ya que disminuye la relación área-volumen desplazado. No obstante el desarrollo del proyecto se detuvo al comprobar que si se instalaba un sistema similar al del modelo probado, en un submarino tipo “Polaris” por ejemplo, solamente el peso de las bobinas generadoras del campo necesario sería alrededor de 500.000 t. De aquí se concluyó que la aplicación a la MHD a la propulsión de buques solamente se podría lograr mediante la utilización conjunta con el fenómeno de la superconductividad, que permite una reducción notable de la sección de los conductores que forman los bobinados eléctricos necesarios. Pero la superconductividad no sólo se puede aplicar a la propulsión de buques. La superconductividad tiene como aplicaciones más inmediatas y prácticas, las correspondientes al área de los sistemas de generación, distribución y consumo de electricidad. Cuando las actuales investigaciones que se están realizando en buques experimentales se consoliden, y hayan sido vencidos los inconvenientes del alto peso, empacho y coste de la propulsión eléctrica, es posible que se decida su aplicación a la propulsión de la mayoría de tipos de buques, es decir, a aquellas unidades que utilizan actualmente otros sistemas. A continuación se presenta un listado cronológico con las principales publicaciones y trabajos teórico-prácticos que han permitido el desarrollo de la MHD: 1687: Newton (1642-1727) publica “Principia mathematicaPhilosophiaeNaturalis” 1757: Euler (1701-1783) publica “Memoires de l'academie des sciences de Berlin” 1800: Volta (1745-1827) escribe una carta a la Royal Society, titulada "Batería o pila Voltaica”. Estudió la electricidad en la atmosfera e ideo experimentos como la ignición de gases mediante un arco eléctrico. 1827: Navier (1785-1836) ingeniero francés, de forma independiente al matemático británico G.B Stokes, incluyó los efectos de la viscosidad en forma de ecuaciones matemáticas. 1845: Stokes (1819-1903) perfecciona las ecuaciones básicas para fluidos viscosos incompresibles y eseañopublica “On the theories of the internal friction of fluids in motion”. 1822-1826: Ampère (1775-1836) relaciona la electricidad y el magnetismo. En 1822 publica “Colección de observaciones sobre electrodinámica” y en 1826 publica “Teoría SISTEMA DE PROPULSION MAGNETOHIDRODINAMICO SEMESTRE 2013A

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de los fenómenos electrodinámicos”. 1827: Ohm (1789-1854) escribe “Die galvanischeKette, mathematischbearbeitet”. 1831: En ese año, Faraday (1791-1867) descubrió la ley de la inducción electromagnética y ese mismo año demostró la inducción de una corriente eléctrica a partir de otra. 1831-1832: Faraday (1791-1867) describe “el disco-dinamo”. 1861: AnyosJedlik (1800-1895) quizás construyó antes que Siemens una dinamo auto-excitada. 1866: Siemens (1816-1892) crea la dinamo auto-excitada. 1873: Maxwell publica su obra más importante “TreatiseonElectricity and Magnestism”, en dónde por primera con cuatro ecuaciones diferenciales se describe la naturaleza de los campos electromagnéticos. 1919: Larmor (1857-1942), describe la “Acción dinamo del Sol y la Tierra”. 1936 - 1937: Nacimiento oficial del concepto de fluido incompresible Magnetohidrodinámico. 1937: Hartmann (1865-1936) estabilizó el efecto de los campos magnéticos impuestos. 1942: Alfvén (1908-1995) fue el primero en introducir el término “magnetohidrodinámica”. Fue uno de los primeros en reconocer que el plasma es probablemente el estado de la materia más frecuente en el universo. Descubridor de las ondas electromagnéticas especiales denominadas “Alfven”. 1946-1947: Elsasser (1904-1991) fue el padre de la dinamo magnética terrestre. Shercli (1927-1983) estudia la estructura de los flujos bajo la acción de un campo magnético. 1958: Warren A. Rice patentó un sistema denominado “PropulsionSystem”. 1963: Demostración de la acción de la dínamo Lowes y Wilkinson en un sólido homogéneo con rotación de cilindros. 1971: Kulikovskii (1933-) y su “characteristicsurfaces". 1992: El 27 de enero de 1992, “Mitsubishi Heavy Industries” probó en Kobe (Japón) un buque con propulsores MHD, llamado YAMATO 1. 1996 – 1998: Se construye y se prueba el barco experimental HEMS – 1 de propulsión MHD en un canal de experiencias hidrodinámicas en China.

PROPULSIÓN MAGNETOHIDRODINÁMICA: La propulsión magnetohidrodinámica es un método para propulsar buques de navegación marítima con sólo campos eléctricos y magnéticos, sin partes móviles, empleando la magnetohidrodinámica. El principio de funcionamiento consiste dotar de carga eléctrica al fluido propelente (gas o agua salada) y acelerarlo mediante un campo magnético, empujando el vehículo en la dirección opuesta. Aunque hay algunos prototipos de trabajo existentes, las unidades de MHD son poco prácticas y existe sobre todo en la ciencia ficción.

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LA FUERZA DE LORENTZ Y LA MAGNETOHIDRODINAMICA

En un campo eléctrico, la definición de intensidad de campo eléctrico muestra que la fuerza sobre una partícula cargada es F = QE La fuerza está en la misma dirección que la intensidad del campo eléctrico (para una carga positiva), y es directamente proporcional a E y Q. Si la carga está en movimiento, la fuerza en cualquier punto de su trayectoria estará dada también por la ecuación anterior. Experimentalmente, se encuentra que una partícula cargada y en movimiento, en un campo magnético de densidad de flujo B, experimenta una fuerza cuya magnitud es proporcional al producto de las magnitudes de la carga Q, su velocidad v, la densidad de flujo B y el seno del ángulo comprendido entre los dos vectores. La dirección de la fuerza es perpendicular a v y B, y está dada por un vector unitario en la dirección de v B. La fuerza puede expresarse como F = QvB Esto muestra una diferencia fundamental en el efecto de los campos eléctrico y magnético sobre partículas cargadas, puesto que la fuerza, que siempre se aplica en una dirección perpendicular a la dirección en la cual la partícula se mueve, la velocidad nunca cambiará su magnitud. En otras palabras, el vector aceleración es siempre normal al vector velocidad. La energía cinética de la partícula permanece invariable, y de esto se sigue que el campo magnético estable es incapaz de transferir energía a la carga en movimiento. El campo eléctrico, por otra parte, ejerce una fuerza sobre la partícula que es independiente de la dirección en la cual la partícula está avanzando y por tanto efectúa una transferencia de energía entre el campo y la partícula, por lo general. La fuerza sobre una partícula en movimiento debido a campos eléctricos y magnéticos combinados se obtiene fácilmente por superposición. F = Q(E + vB) Esta ecuación se conoce como la ecuación de la fuerza de Lorentz, y su empleo se requiere para la determinación de las órbitas del electrón en el magnetrón, las trayectorias del protón en el ciclotrón, de las características del fluido en el generador magnetohidrodinámico (MHD), ó, en general, en el movimiento de partículas cargadas en campos eléctricos y magnéticos combinados.

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FUNCIONAMIENTO DE UN PROPULSOR MHD EN UN BUQUE El motor MHD funciona bajo el mismo principio que un generador MHD, la diferencia está que en el primero se ingresa un gas ionizado para producir corriente eléctrica, ahora se usa corriente eléctrica y el mismo campo magnético para mover a las partículas de un fluido ionizado. En lugar de una hélice ó paletas propulsoras, de usa un chorro de agua producido por un sistema de propulsión magnetohidrodinámico (MHD). La tecnología MHD está basada en una ley fundamental del electromagnetismo: cuando un campo magnético y una corriente eléctrica se intersecan en un fluido, la interacción repulsiva entre ambos, empuja al fluido en dirección perpendicular a ambos, al campo magnético y a la corriente eléctrica. (Regla de la mano izquierda).

FLUJO MAGNETICO

FLUJO MAGNETICO El flujo magnético emanado de las bobinas pasa a través del tubo

CORRIENTE ELECTRICA

MOVIMIENTO DEL LIQUIDO

Una corriente eléctrica fluye entre el par de electrodos del tubo propulsor

BOBINAS SUPERCONDUCTORAS CORRIENTE ELECTRICA

MOVIMIENTO DEL LIQUIDO

La propulsión magnetohidrodinamica y la” regla de la mano izquierda”

El líquido es el agua de mar, la cual conduce la electricidad debido a la sal que contiene. Dentro de cada propulsor el agua fluye por tubos, arreglados de tal forma como si fueran las toberas de un cohete. Los tubos se encuentran envueltos en su contorno por bobinas superconductoras hechas de una aleación especial (Niobio y Titanio) sobre un núcleo de cobre. Helio líquido puede ser usado como refrigerante para las bobinas a una temperatura de -452.13 °F, solo unos pocos grados sobre el cero absoluto, manteniéndolas en un estado de superconductividad donde no casi no existe resistencia al flujo de la electricidad.

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La electricidad fluyendo a través de las bobinas genera un poderoso campo magnético dentro de los tubos propulsores. Cuando la corriente eléctrica circula por un par de electrodos dentro de cada tubo, el agua de mar es impulsada con fuerza desde los tubos, haciendo que el buque vaya avante.

GENERADOR

ENFRIADOR DE HELIO CABINA

CAÑA

PROPULSOR ELECTROMAGNÉTICO

El “Yamato I”, primera embarcación movida por propulsión MHD

ECUACIONES GENERALES USADAS EN LOS CALCULOS PARA UNA SISTEMA DE PROPULSION MAGNETOHIDRODINAMICO: Las ecuaciones generales que a continuación se presentan (Hughes et al. 1971;Massagués 2001) conciernen a la descripción matemática de fluidos no magnéticos conductores de la electricidad (por ejemplo, metal líquido, agua de mar, etc.). Las ecuaciones básicas de la magnetohidrodinámica o MHD son las ecuaciones de la electrodinámica (EHD) para medios que se mueven y las ecuaciones de la dinámica de los fluidos. Por conveniencia, aquí se escriben las ecuaciones básicas en forma vectorial, en el sistema de unidades MKSR. Las formas detalladas de las ecuaciones no se escriben aquí, pero puede consultarse en la bibliografía. En la MHD generalmente desparecen los efectos de la teoría de la relatividad y se supone que la fuerza másica tiene la forma simple (ρ.E+J×B). Con base en estas hipótesis las ecuaciones toman las formas que se indica a continuación. El símbolo ρse utiliza para designar la densidad de carga y ρmpara densidad de fluido. SISTEMA DE PROPULSION MAGNETOHIDRODINAMICO SEMESTRE 2013A

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LAS ECUACIONES DE MAXWELL EN FORMA DIFERENCIAL:

Maxwell resumió todas las leyes físicas de la electricidad y el magnetismo en cuatro ecuaciones que, en su honor, se conocen por el nombre de ecuaciones de Maxwell. Estas ecuaciones relacionan los campos magnéticos y eléctricos con sus fuentes: las cargas eléctricas, las corrientes eléctricas y las variaciones de los mismos campos.

Primera ecuación de Maxwell

Es el teorema de Gauss aplicado al campo eléctrico: el flujo del campo eléctrico a través de cualquier superficie cerrada es proporcional a la carga eléctrica interior. Su evidenciaexperimental es la ley de Coulomb. ∇・D = ρ

∇′・D′ = ρ ′

En donde:

D = εO・E + P

En el vacío P = 0. Ρes la densidad de carga.

es la constante dieléctrica en el vacío.

Segunda ecuación de Maxwell Teorema de Gauss aplicado al campo magnético: El flujo magnético a través de cualquier superficie cerrada es cero. El número de líneas de inducción entrante es igual al número de líneas saliente. La evidencia experimental se basa en el hecho experimental que las líneas de inducción magnética no convergen en ningún punto ni divergen de ningún punto. Es decir, no existen monopolos magnéticos. ∇・B = O

∇′・B′ = O

Tercera ecuación de Maxwell

Es la ley de Faraday-Lenz de la inducción electromagnética. Un campo magnético variable genera un campo eléctrico a su alrededor. La evidencia experimental de esta ecuación es el fenómeno de la inducción electromagnética. ∇

∇

LA LEY DE OHM PARA MEDIOS EN MOVIMIENTO Cuándo “c” sea mucho menor que la velocidad de la luz, la ley de Ohm será válida tanto en unidades MKSR como en unidades Gaussianas. (

)

′

En conductores gaseosos pueden existir cargas espaciales en situaciones que varían con el tiempo, tales como ondas de movimiento, pero en conductores metálicos este término puede ser despreciable comparado con la corriente de conducción, y la ley de Ohm puede escribirse en la forma: ( )

ECUACIONES CONSTITUTIVAS

En un sistema en reposo (para un medio lineal). SISTEMA DE PROPULSION MAGNETOHIDRODINAMICO SEMESTRE 2013A

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(

)

En general para cualquier sistema: (

)

Los campos deben transformarse a las condiciones de referencia del laboratorio a fin de obtener las ecuaciones en dicho sistema. Sin embargo, si el medio material tiene las propiedades del espacio libre, las ecuaciones constitutivas toman la forma que sigue a continuación, en cualquier sistema:

LAS TRANSFORMACIONES DE LORENTZ

En la MHD usualmente se puede hacer la aproximación de la velocidad lenta(comparada con la velocidad de la luz), de modo que las transformaciones de Lorentzse convierten en:

En la mayor parte de los trabajos MHD se puede considerar que el campo magnético y el campo de inducción son iguales en cualquier sistema.

CONTINUIDAD DEL FLUIDO

La ecuación de continuidad del fluido es un invariable y es entonces, ∇ (

)

ECUACIONES DEL MOVIMIENTO DEL FLUIDO Estas ecuaciones tienen en cuenta las fuerzas másicas electromagnéticas apropiadasinducidas. En forma vectorial tenemos: *

∇ (

)

(∇

)+

∇

∇

(

) ∇(∇

)

(

)

ECUACIÓN DE LA ENERGÍA

La forma exacta de la ecuación de la energía es indeterminada, pero en la mayor partede problemas MHD (por lo menos cuando no hay cambios de ε o μ con la temperatura)es válida la SISTEMA DE PROPULSION MAGNETOHIDRODINAMICO SEMESTRE 2013A

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ecuación usual de la energía para fluidos si se incluye la disipación deJoule. Dicha disipación es J’·E’. (Obsérvese que esta cantidad es un producto de losvalores del sistema de referencia en reposo). ∇ (

∇

∇ )

Aquí, “k” es la conductividad térmica, De es la energía interna específica y Ф es lafunción de disipación mecánica. A partir de la ley de Ohm, la disipación eléctrica puedeexpresarse mediante: |

|

Además de las ecuaciones anteriores, pueden ser necesarias otras ecuacionesadicionales tales como las ecuaciones de estado, las variaciones de la viscosidad conla temperatura, etc. Estas ecuaciones no son afectadas esencialmente por los camposelectromagnéticos para la aproximación de la MHD.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE UN MOTOR MHD Ventajas 1. Los propulsores MHD tienen muchas ventajas sobre los sistemas de propulsión convencionales. Entre la más importante, capacitarán a los buques y submarinos a viajar a altas velocidades. Muchos visionarios anticipan velocidades sobre los 100 Nudos, aunque esta meta es extremadamente optimista. Se espera que a partir del próximo siglo esta tecnología permita tener a buques comerciales viajando a velocidades entre 50 y 60 Nudos dependiendo de los materiales empleados para el casco y el diseño del mismo (estabilidad). La velocidad de los buques propulsados por hélices está limitada por un fenómeno conocido como cavitación. Si la hélice gira muy rápido, se forma un área de baja presión frente a las aspas de la hélice, causando vaporización. Esto no solo reduce la eficiencia del buque sino que puede destruir a la hélice. Sin hélices se puede reducir este fenómeno. 2. La segunda ventaja más grande de la propulsión MHD es el silencio. Si no hay ruido de una hélice no hay ruido por cavitación. El silencio es el tema central de la trama de la novela de Tom ClancyA la Caza del Octubre Rojo, donde un submarino soviético movido por un sistema de propulsión electromagnético lo hacía prácticamente indetectable al sonar de un buque. La pregunta es cuál puede ser el tipo de combustible usado para generar esta propulsión. 3. En vista que los propulsores MHD no tienen partes móviles, no son ruidosos, no vibran y por consiguiente requieren un bajo nivel de mantenimiento que los sistemas de propulsión convencionales. Y no se necesita de un enlace entre la unidad propulsora y la hélice (eje). De esta manera se pueden experimentar con nuevos diseños de buques, entre ellos submarinos de carga con formas de avión comercial ó trasatlánticos con la forma de un catamarán. SISTEMA DE PROPULSION MAGNETOHIDRODINAMICO SEMESTRE 2013A

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Desventajas 1. Una limitación para usar la propulsión magnetohidrodinámica está en el problema de la construcción de magnetos mucho más eficientes y livianos. A pesar de que se han construido modelos con un alto índice de rendimiento, sin embargo el magneto consume por sobre el 60% de la fuerza electromotriz generada. 2. El magnetismo de la tierra tiene influencia en el propulsor MHD, por lo que se requiere de un gran flujo magnético generado a fin de contrarrestar el mismo. 3. Otra limitación es que la tecnología MHD para los buques no puede operar en áreas de grandes cantidades de agua dulce, la misma que no conduce tan bien la electricidad que el agua salada. Además el agua salada tiene un alto nivel de corrosión en los electrodos.

A nivel de estrategias navales un submarino puede ser silencioso y no ser detectado por medio de sonares, pero es una gran fuente de campos magnéticos, lo que es posible su detección por medio de equipos especiales como Detectores de anomalías magnéticas (MAD).

XXI. INSTRUMENTOS Y MATERIALES DE CONSTRUCCION: MATERIALES: 

2 Placas de cobre



Láminas de cobre



Alambre de cobre



2 Baterías 9v



Sal



Superglue



Soldimix



1 Taper de plástico



1 Fuente de Voltaje



Cables de cobre



Pinzas cocodrilo



1 Tina



Cinta aislante

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INSTRUMENTOS: 

Cierra de mano



Alicate



Destornillador



Tijera



Cuter

XXII. PROCEDIMIENTO: 1. En primer lugar se tiene que encontrar un recipiente lo suficientemente grande para que pueda resistir el peso de la bobina que generará un campo magnético para luego pueda generar movimiento. 2. Luego se consigue una bobina que trabaje con 30V para poder usarlo con una batería de moto, esta bobina irá conectada a 4 deódos para potenciar el campo magnético. 3. Hacer un agujero en el recipiente de medidas aprox. 2 x 10 cm para que los campos generados por la bobina y las placas colocadas por debajo del recipiente puedan intersectarse y lograr una fuerza resultante que permita el movimiento. 4. Colocar 2 placas de cobre perpendicularmente al agujero hecho en el paso anterior. 5. En caso de no flotar, se le puede agregar tecnopor, microporoso o cualquier otro material que permita la flotabilidad del recipiente.

XXIII. TRABAJO TERMINADO:

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XXIV. CONCLUSIONES:  A partir del modelo de laboratorio diseñado y construido, y del estudio energético y dinámico realizado para entender su funcionamiento, se ha constatado el concepto teórico del impulso que se puede generar mediante un movimiento circular.  No sería necesaria la hélice propulsora del buque, debido a la naturaleza del impulso que implica una fuerza generada por una masa desbalanceada girando. Eliminando, a la vez, todo el sistema de conversión de energía mecánica en empuje.  El sistema planteado se puede adecuar a las exigencias de la industria actual. Con tal finalidad se ha realizado el estudio teórico de un sistema de propulsión con el propósito de alcanzar un movimiento continuo y una potencia mayor, observando perspectivas futuras viables.  El sistema propuesto supone una gran reducción de las resistencias a la propulsión respecto a los sistemas utilizados actualmente.

XXV. REFERENCIA BIBLIOGRAFICA:  http://es.wikipedia.org/wiki/Propulsi%C3%B3n_magnetohidrodin%C3%A1mica  http://es.wikipedia.org/wiki/Magnetohidrodin%C3%A1mica

 Popular Science, November 1992, U.S.A.  Hayt William, Teoría electromagnética, 5ta Edición, Edit. McGraw Hill, U.S.A.  Microsoft, Enciclopedia Encarta, U.S.A.  AGUDO, T. ... [et al.]. “Física aplicada a la navegación: Mecánica y Fluidos”. Servicio de publicaciones de la E. T. S. de Ingenieros Industriales y de Ingenieros de Telecomunicación. Bilbao, 1995  ARRUZ, J. “Odisea marina”. Revista del Ministerio de Fomento. Enero 2010 p. 6265

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