Поиск по сайту

Математическая модель импульсного спирального гидромеханического преобразователя энергии в системе теплоснабжения здания

Голянин Антон Александрович , Левцев Алексей Павлович , Вдовин Антон Васильевич

2020 / Том 10, номер 3(34) 2020 [ ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ. СТРОИТЕЛЬСТВО ]

Цель - разработка математической модели импульсного спирального гидромеханического преобразователя энергии потока с изменяющейся скоростью, работающего в импульсном режиме. Математическая модель позволит создать основы для расчета его оптимальных параметров. Рассмотрена возможность использования энергии импульсного потока жидкости в целях получения механической энергии для привода генератора мини-гидроэлектростанция без перепада напора воды, насосных станций, тепловых сетей, работающих на снижение давления, а также привода вентиляторов калориферов в сырых и взрывоопасных помещениях. Актуальность данного исследования заключается в том, что импульсный спиральный гидромеханический преобразователь энергии относится к энергетике и гидравлике и может быть использован в области преобразования энергии потока жидкости во вращательное движение с целью передачи на электрогенератор или ее аккумулирования. Для этого на примере гидромеханического преобразователя с конусоидальной спиралью получены уравнения крутящего момента в зависимости от изменения частоты прерывания потока, момента инерции и сопротивления в опорах. Построены расчетные графики для крутящих моментов гидромеханического преобразователя с конусоидальной спиралью для числа витков спирали равной 4 шт, площади сечения трубки - 0,00011 м² и длины начального витка - 0,176 м, адекватность которых с достаточной точностью подтверждена физическим экспериментом. На основе сравнительного анализа сделан вывод, что зависимости крутящего момента совпадают с величинами, полученными в ходе физического эксперимента, и имеют погрешность менее 5%. При анализе результатов моделирования выявлено, что конструктивные показатели по-разному отражаются на той или иной модели конструкции и имеют свои характеристики.

Ключевые слова:

преобразователь,угловая скорость,конусоидальная спираль,крутящий момент,ударный узел,энергия потока

Библиографический список:

Тихоненко Ю.Ф. Энергосбережение в Москве [Электронный ресурс] // Новости теплоснабжения. 2007. № 3. URL: https://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=3631 (10.08.2020)
Башмаков И.А. Потенциал энергосбережения в России // Энергосбережение. 2009. № 1. С. 28-36.
Franc J.P., Michel J.M. Fundamentals of Cavitation. Berlin: Springer; 2017. Vol. 1. 321 p.
Волков А.В., Рыженков В.А., Щербаков С.Н., Парыгин А.Г., Волкова Т.А. Повышение эффективности систем теплоснабжения на основе рекуперации избыточного магистрального давления в электрическую энергию // Повышение надежности и эффективности эксплуатации электрических станций и энергетических систем - Энерго-2010: тр. Всероссийской науч.-практ. конф. (1-3 июня 2010 г., г. Москва). М.: ИД «МЭИ», 2010. 304 с.
Волков А.В., Парыгин А.Г., Рыженков В.А., Щербаков С.Н. Получение электрической энергии в системах тепло- и водоснабжения на основе рекуперации избыточного магистрального давления // Новости теплоснабжения. 2007. № 10.
Deng Songsheng, Liao Song, Guan Jinfa. Research on optimization of full-scale structure of central body cavitation nozzle // Coal Mine Machinery. 2017. Vol. 12.
Schauberger V. Österreich, Strahlturbine. Pat. 117749.
Kumar P., Pandit A. Modeling Hydrodynamic Cavitation // Chemical Engineering & Technology. 1999. Vol. 22. № 12. P. 1017-1027. https://doi.org/10.1002/(sici)1521-4125(199912)22:12<1017
Овсепян В.М. Гидравлический таран и таранные установки. М.: Машиностроение, 1968. 124 c.
Левцев А.П., Макеев А.Н., Макеев Н.Ф., Нарватов Я.А., Голянин А.А. Обзор и анализ основных конструкций ударных клапанов для создания гидравлического удара // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 2-2. С. 188.
Левцев А.П., Макеев А.Н. Импульсные системы тепло- и водоснабжения: монография. Саранск: НИ Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва, 2015. 172 с.
Пат. № 2306453, РФ, МПК F03B 7/00. Устройство для преобразования энергии воды в электрическую энергию/ В.М. Иванов, Т.Ю. Родивилина, Б.В. Семкин, А.А. Блинов, П.В. Иванова, П.П. Свит. № 2005133292; заявл. 28.10.2005; опубл. 20.09.2007.
Пат. № 2695554, РФ, МПК F03B 3/08, F03B 7/00, F03B 13/00. Преобразователь энергии потока / А.П. Левцев, А.А. Голянин, А.Н. Макеев. № 2018133428; заявл. 21.09.2018; опубл. 24.07.2019. Бюл. № 21.
Пат. № 114129, РФ, МПК F24D 3/02. Ударный узел / А.П. Левцев, А.Н. Макеев, С.Ф. Кудашев. № 2011138880/12; заявл. 22.09.2011; опубл. 10.03.2012. Бюл. № 7.
Пат. № 2558740, РФ, МПК F15B 21/12. Ударный узел / А.П. Левцев, А.Н. Макеев, С.Н. Макеев, С. И. Храмов, А.М. Зюзин, С.Ф. Кудашев, Я.А. Нарватов. № 2014107201/06; заявл. 25.02.2014; опубл. 10.08.2015. Бюл. № 22.

Файлы: