Моделирование электромагнитных характеристик индуктора электрического вихревого аппарата в среде Comsol Multiphysics

Анатолий Александрович Лаврентьев; Николай Владимирович Лимаренко; Кристина Владимировна Хохлова

doi:10.17213/0136-3360-2021-3-12-17

Авторы

Анатолий Александрович Лаврентьев Донской государственный технический университет
Николай Владимирович Лимаренко Донской государственный технический университет
Кристина Владимировна Хохлова Донской государственный технический университет

DOI:

https://doi.org/10.17213/0136-3360-2021-3-12-17

Ключевые слова:

индуктор вихревого электрического аппарата, имитационная модель, распределение магнитного потока, параметры рабочих тел

Аннотация

Электрические вихревые аппараты являются перспективным решением интенсификации большого числа технологических воздействий. В зависимости от области применения эффективность использования зависит от большого числа факторов, оптимизировать которые без имитационной модели зачастую затруднительно. Рассмотрена возможность моделирования электромагнитных характеристик индуктора вихревого электрического аппарата в среде Comsol Multiphysics. Цель исследования - оценка распределения магнитного потока в индукторе вихревого электрического аппарата в зависимости от типа геометрии и уровня заполненности технологической зоны, объектом исследования является индуктор вихревого электрического аппарата с несогласованной подвижной частью, предметом - распределение магнитного потока в зависимости от типа геометрии рабочих тел и уровня заполненности ими технологической зоны. Проведено моделирование распределения магнитного потока в индукторе в зависимости от типа используемой геометрии рабочих тел, а также уровня заполненности ими технологической зоны. Установлено, что наиболее перспективным, с энергетической точки зрения, является использование шаровых рабочих тел, что объясняется наиболее предпочтительными массоинерционными характеристиками относительно стержневых рабочих тел, имеющих смещённые центры масс. Полученные результаты могут представлять исходные данные для разработки элементов цифровизации энергетических характеристик вихревых электрических аппаратов при эксплуатации в различных отраслях промышленности, а также при создании их имитационных моделей.

Биографии авторов

Анатолий Александрович Лаврентьев, Донской государственный технический университет

д-р. физ. мат. наук, профессор, зав. кафедрой «Электротехника и электроника» Донского государственного технического университета.

Николай Владимирович Лимаренко, Донской государственный технический университет

канд. техн. наук, доцент кафедры «Электротехника и электроника» Донского государственного технического университета.

Кристина Владимировна Хохлова, Донской государственный технический университет

студентка Донского государственного технического университета.

Библиографические ссылки

Аппараты вихревого слоя - импортозамещающее оборудование для производства лакокрасочных материалов и клеев / В.А. Войтович, М.А. Карт, Е.А. Захарычев, С.Г. Та-расов // Клеи. Герметика. Технологии. 2016. № 10. С. 25 - 28.

Кочубей А.А., Вернигоров Ю.М., Дёмин Г.В. Физико-технологические основы упрочнения длинномерных деталей летательных аппаратов в устройствах с вращающимся электромагнитным полем // Вестник Московского авиационного института. 2020. Т. 27. № 1. С. 201 - 216.

Технологические возможности обработки деталей в устройствах с вращающимся электромагнитным полем и перспективы их применения / В.А. Лебедев, А.А. Кочубей, Г.В. Дёмин, А.А. Ширин // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2020. № 10 (112). С. 22 - 28.

Ковалев А.А., Ковалев Д.А., Григорьев В.С. Энергетическая эффективность предварительной обработки синтетического субстрата метантенка в аппарате вихревого слоя // Инженерные технологии и системы. 2020. Т. 30. № 1. С. 92 - 110.

Ибрагимов Р.А., Королев Е.В. Прочность композитов на основе модифицированного портландцемента, активированного в аппарате вихревого слоя // Промышленное и гражданское строительство. 2021. № 1. С. 35 - 41.

Гриднев П.И., Гриднева Т.Т. Определение вероятности проскока частиц навоза через слои ферромагнитных элементов в аппаратах вихревого слоя // Техника и оборудование для села. 2021. № 2 (284). С. 36 - 39.

Эффективность двухфазного анаэробного сбраживания и физико-химические свойства органической фракции твердых коммунальных отходов, переработанных в аппарате вихревого слоя / Э.Р. Михеева, И.В. Катраева, Д.Л. Ворожцов, Ю.В. Литти, А.Н. Ножевникова // Прикладная биохимия и микробиология. 2020. № 6 (56). С. 619 - 626.

Экологоэнергетический показатель внедрения наилучших доступных технологий утилизации куриного помета / А.Ю. Брюханов, И.А. Субботин, Е.В. Тимофеев, А.Ф. Эрк // Экология и промышленность России. 2019. Т. 23. № 12. С. 29 - 33.

Limarenko N.V., Krasnova E.V., Pudean L.A. The study of the electromagnetic activator energy efficiency in the preparation of liquid organic waste for disposal // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. 2021. № 659 (012109).

Селиверстов Г.В., Титов Д.П. Оценка вли-яния ротора на рабочие параметры аппаратов вихревого слоя // Изв. Тульского гос. ун-та. Техн. науки. 2020. № 3. С. 415 - 425.

Данилина Э.М., Володин Г.И., Бреславец В.П. Потери энергии на вихревые токи в электромагнитных аппаратах вихревого слоя и способы их снижения // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. 2014. № 1. С. 43 - 47.

Синтез электромагнитных активаторов с вихревым слоем с применением обратных задач / Ю.А. Бахвалов, Г.И. Володин, В.В. Горчаков, В.В. Гречихин // Математические методы в технике и технологиях - ММТТ. 2020. № 7 (66). С. 25 - 27.

Куимов Д.Н., Павленко А.В., Белов А.А. Электромеханический преобразователь со вторичной дискретной частью в системах обработки нефти и нефтепродуктов // Изв. вузов. Электромеханика. 2017. Т. 60. № 5. С. 39 - 46. DOI: 10.172/0136-3360-2017-5-39-46

Климов Е.А., Колосков В.В., Сапрыкин В.Е. Оценка влияния составляющих нулевой последовательности на эффективность работы электромеханического активатора (Аппарата с вихревым слоем) // Изв. вузов. Электромеханика. 2012. № 1. С. 67 - 71.

Расчёт и моделирование параметров индуктора электрического аппарата с несогласованной подвижной частью / Н.В. Бышов, Н.В. Успенский, И.А. Юхин, Н.В. Ли-маренко // Изв. Нижневолжского агроуниверситетского комплекса. 2020. № 4 (60). С. 350 - 369.

Исследование влияния параметров рабочих тел индуктора на коэффициент мощности / И.А. Успенский, И.А. Юхин, Г.А. Борисов, Н.В. Лимаренко // Изв. Нижневолжского агроуниверситетского комплекса. 2019. № 3 (55). С. 360 - 369.

Исследование параметров магнитного поля в рабочей камере индуктора / Н.В. Лимаренко, В.П. Жаров, Ю.В. Панов, Б.Г. Шаповал // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. 2016. № 1. С. 136 - 142.

Экспериментальное исследование влияния массы рабочих тел на параметры, характеризующие качество функционирования индуктора / Н.В. Лимаренко, В.П. Жаров, Б.Г. Шаповал, Ю.В. Панов // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. 2016. Т. 16. № 2. С. 90 - 96.

Будько А.А., Васильева О.В. Моделирование статических электромагнитных полей и расчет параметров в COMSOL Multiphysics // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 2. С. 133.