برقی مقناطیسی ہائیڈروڈینامکس (EMHD)

مائیکل فیراڈے جوان اور خوش تھے۔ یہ حال ہی میں تھا کہ اس نے بک بائنڈرز کو چھوڑ دیا اور خود کو جسمانی تجربات میں غرق کر دیا اور وہ انہیں کتنا عجیب لگا۔

نیا سال 1821 آنے والا تھا۔ گھر والے مہمانوں کے انتظار میں تھے۔ ایک پیار کرنے والی بیوی نے اس موقع کے لیے ایک سیب کی پائی پکائی۔ اہم "علاج" جو فیراڈے نے اپنے لئے تیار کیا - پارا کا ایک کپ۔ چاندی کا مائع ایک مضحکہ خیز انداز میں منتقل ہوا جب ایک مقناطیس اس کے قریب منتقل ہوا۔ ایک ساکن مقناطیس کا کوئی اثر نہیں ہوتا۔ مہمان مطمئن تھے۔ ایسا لگتا تھا کہ جیسے ہی یہ مقناطیس کے قریب پہنچا، پارے کے اندر کچھ "صرف" نمودار ہوا۔ کیا؟

بہت بعد میں، 1838 میں، فیراڈے نے مائع کی اسی طرح کی حرکت کو بیان کیا، لیکن پارے کی نہیں، بلکہ اچھی طرح سے صاف شدہ تیل، جس میں وولٹائیک کالم سے تار کا سرہ ڈوبا ہوا تھا۔ تیل کی ندیوں کے گھومتے ہوئے کنار صاف دکھائی دے رہے تھے۔

آخر کار، مزید پانچ سال کے بعد، محقق نے ایک حساس ڈیوائس سے جڑی ٹیمز میں دو تاریں گرا کر واٹر لو برج کا مشہور تجربہ کیا۔ وہ زمین کے مقناطیسی میدان میں پانی کی حرکت کے نتیجے میں پیدا ہونے والے تناؤ کا پتہ لگانا چاہتا تھا۔تجربہ ناکام رہا کیونکہ متوقع اثر کو دوسروں نے خاموش کر دیا تھا جو خالصتاً کیمیائی نوعیت کے تھے۔

لیکن بعد میں ان تجربات سے طبیعیات کے سب سے دلچسپ شعبوں میں سے ایک پیدا ہوا۔ الیکٹرومیگنیٹک ہائیڈروڈینامکس (EMHD) - مائع مائع میڈیم کے ساتھ برقی مقناطیسی میدان کے تعامل کی سائنس… اس میں کلاسیکی الیکٹروڈائنامکس (تقریباً سبھی فیراڈے کے شاندار پیروکار جے میکسویل نے تخلیق کیے) اور ایل ایلر اور ڈی اسٹوکس کی ہائیڈرو ڈائنامکس کو یکجا کیا ہے۔

ابتدائی طور پر EMHD کی ترقی سست تھی، اور فیراڈے کے بعد ایک صدی تک اس میدان میں کوئی خاص اہم پیش رفت نہیں ہوئی۔ یہ اس صدی کے وسط تک نہیں تھا کہ نظریاتی مطالعہ بنیادی طور پر مکمل ہو چکے تھے۔ اور جلد ہی فیراڈے کے دریافت کردہ اثر کا عملی استعمال شروع ہو گیا۔

اس سے معلوم ہوا کہ جب ایک انتہائی ترسیلی مائع (پگھلے ہوئے نمکیات، مائع دھاتیں) برقی مقناطیسی میدان میں حرکت کرتا ہے تو اس میں برقی رو ظاہر ہوتا ہے (مقناطیسی ہائیڈروڈائنامکس — MHD)۔ ناقص conductive مائع (تیل، مائع گیس) بھی برقی چارجز (الیکٹرو ہائیڈروڈینامکس - EHD) کی ظاہری شکل کی طرف سے برقی مقناطیسی اثر پر «رد عمل» کرتے ہیں۔

ظاہر ہے، اس طرح کے تعامل کو فیلڈ کے پیرامیٹرز کو تبدیل کرکے مائع میڈیم کے بہاؤ کی شرح کو کنٹرول کرنے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ لیکن ذکر کردہ مائعات سب سے اہم ٹیکنالوجیز کا بنیادی مقصد ہیں: فیرس اور الوہ دھاتوں کی دھات کاری، فاؤنڈری، تیل صاف کرنا۔

تکنیکی عمل میں EMHD کے استعمال کے عملی نتائج

EMHD انجینئرنگ کے مسائل سے متعلق ہے جیسے کہ پلازما کنٹینمنٹ، جوہری ری ایکٹر میں مائع دھاتوں کا ٹھنڈا ہونا، اور برقی مقناطیسی کاسٹنگ۔

مرکری کو زہریلا سمجھا جاتا ہے۔ لیکن حال ہی میں، اس کی پیداوار کے دوران، یہ ڈالا اور ہاتھ سے منتقل کیا گیا تھا.MHD پمپ اب مکمل طور پر مہر بند پائپ لائن کے ذریعے پارے کو پمپ کرنے کے لیے سفری مقناطیسی میدان کا استعمال کرتے ہیں۔ محفوظ پیداوار اور سب سے زیادہ دھات کی پاکیزگی کی ضمانت دی جاتی ہے، محنت اور توانائی کے اخراجات کم ہوتے ہیں۔

EMDG کے استعمال کے ساتھ تنصیبات تیار کی گئی ہیں اور استعمال میں ہیں، جو پگھلی ہوئی دھات کی نقل و حمل میں دستی مشقت کو مکمل طور پر ختم کرنے میں کامیاب ہو گئی ہیں - میگنیٹوڈینامک پمپ اور تنصیبات ایلومینیم اور الوہ مرکبات ڈالنے کی آٹومیشن فراہم کرتی ہیں۔ نئی ٹکنالوجی نے کاسٹنگ کی ظاہری شکل کو بھی بدل دیا، انہیں روشن اور صاف بنا دیا۔

EMDG پلانٹس لوہے اور سٹیل کو ڈالنے کے لیے بھی استعمال ہوتے ہیں۔ اس عمل کو مشینی بنانا خاص طور پر مشکل سمجھا جاتا ہے۔

مائع دھاتی دانے داروں کو پیداوار میں متعارف کرایا گیا ہے، مثالی شکل اور مساوی طول و عرض کے دائرے دیتے ہیں۔ یہ «گیندوں» بڑے پیمانے پر الوہ دھات کاری میں استعمال ہوتے ہیں۔

EHD پمپ تیار کیے گئے تھے اور طاقتور ایکس رے ٹیوبوں کو ٹھنڈا کرنے کے لیے استعمال کیے گئے تھے جن میں کولنگ آئل ٹیوب کے کیتھوڈ پر ہائی وولٹیج کے ذریعے پیدا ہونے والے برقی میدان میں بہت تیزی سے بہتا ہے۔ EHD ٹیکنالوجی سبزیوں کے تیل کی پروسیسنگ کے لیے تیار کی گئی ہے۔ EHD جیٹس آٹومیشن اور روبوٹکس ڈیوائسز میں بھی استعمال ہوتے ہیں۔

Magnetohydrodynamic سینسرز کو inertial نیویگیشن سسٹمز میں angular velocities کی درست پیمائش کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، مثال کے طور پر اسپیس انجینئرنگ میں۔ سینسر کا سائز بڑھنے کے ساتھ ہی درستگی بہتر ہوتی ہے۔ سینسر سخت حالات میں زندہ رہ سکتا ہے۔

ایک MHD جنریٹر یا ڈائنمو حرارت یا حرکی توانائی کو براہ راست بجلی میں تبدیل کرتا ہے۔ MHD جنریٹرز روایتی الیکٹرک جنریٹرز سے اس لحاظ سے مختلف ہیں کہ وہ پرزوں کو حرکت دیے بغیر زیادہ درجہ حرارت پر کام کر سکتے ہیں۔پلازما MHD جنریٹر کی ایگزاسٹ گیس ایک شعلہ ہے جو بھاپ پاور پلانٹ کے بوائلرز کو گرم کرنے کی صلاحیت رکھتی ہے۔

میگنیٹوہائیڈروڈینامک جنریٹر کے آپریشن کا اصول تقریباً ایک الیکٹرو مکینیکل جنریٹر کے آپریشن کے روایتی اصول سے ملتا جلتا ہے۔ بالکل اسی طرح جیسے ایک MHD جنریٹر میں روایتی EMF کے ساتھ، یہ ایک تار میں پیدا ہوتا ہے جو ایک خاص رفتار سے مقناطیسی فیلڈ لائنوں کو عبور کرتا ہے۔ تاہم، اگر MHD جنریٹر میں روایتی جنریٹروں کی حرکت کرنے والی تاریں ٹھوس دھات سے بنی ہیں، تو وہ ترسیلی مائع یا گیس (پلازما) کے بہاؤ کی نمائندگی کرتی ہیں۔

magnetohydrodynamic یونٹ U-25 کا ماڈل، اسٹیٹ پولی ٹیکنک میوزیم (ماسکو)

1986 میں، MHD جنریٹر کے ساتھ پہلا صنعتی پاور پلانٹ USSR میں بنایا گیا تھا، لیکن 1989 میں یہ منصوبہ MHD کے آغاز سے پہلے ہی منسوخ کر دیا گیا، اور یہ پاور پلانٹ بعد میں Ryazan GRES میں روایتی ڈیزائن کے 7ویں پاور یونٹ کے طور پر شامل ہو گیا۔

تکنیکی عمل میں برقی مقناطیسی ہائیڈروڈینامکس کے عملی استعمال کی فہرست کو کئی گنا کیا جا سکتا ہے۔ یقیناً، یہ فرسٹ کلاس مشینیں اور تنصیبات EMHD تھیوری کی اعلیٰ سطح کی ترقی کی وجہ سے پیدا ہوئیں۔

ڈائی الیکٹرک سیالوں کا بہاؤ - الیکٹرو ہائیڈروڈینامکس - مختلف بین الاقوامی سائنسی جرائد کے مقبول عنوانات میں سے ایک ہے۔