Исследование параметров гидроэлектрического преобразователя для питания измерительно-передающих устройств
DOI:
https://doi.org/10.28983/asj.v0i7.529Ключевые слова:
метод решетчатых уравнений Больцмана, вихри, гидродинамика, численное моделирование, конструктивные параметры расходомера, энергия потока водыАннотация
В статье обоснована целесообразность питания элементов телеметрических систем электрической энергией, получаемой посредством преобразования кинетической энергии воды в трубопроводах. Обоснованы конструктивные параметры вихревого устройства, обеспечивающие наиболее эффективное преобразование кинетической энергии воды. Определение этих параметров осуществлялось на компьютерной модели, в основу которой положен численный метод решения уравнений Больцмана (LBM, Lattice Boltzmann Method). В результате моделирования было установлено, что наиболее высокие значения вертикальной составляющей ускорения достигаются при радиусе препятствия в форме круга, установленного на расстоянии, превышающем удвоенную характеристическую длину трубы, а для обеспечения одновременно максимальных значений скорости и ускорения расстояние между препятствием и пьезоэлементом должно составлять 1,6…1,7 от характеристической длины трубы. При этом было отмечено, что частота вихреобразования растет с увеличением скорости потока и с уменьшением размеров препятствия.
Скачивания
Библиографические ссылки
2. Бобцов А.А., Бойков В.И., Быстров С.В., Григорьев В.В. Исполнительные устройства и системы длямикроперемещений. – СПБ ГУ ИТМО, 2011. – 131 с.
3. Дещеревский О.А. Курсовая работа по дисциплине “Параллельное программирование” Моделирование гидродинамики методом решеточных уравнений Больцмана. – М., 2015. – 15 с.
4. Зубов В.Г. Механика. – М.: Наука, 1978. – 352 с. (серия «Начала физики»).
5. Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества веществ: справочник. – СПб: Политехника, 2002. – 409 с.
6. Лапин А.П., Дружков А.М., Кузнецова К.В. Вихревой метод измерения расхода: история вопроса и направления исследований // Вестник Южно-Уральскогогосударственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника. – 2014. – С. 19–28.
7. Рутчин В.А. Пьезоэлемент как альтернативный источник энергии // Новые технологии – нефтегазовому региону: материалы Всерос. науч.-практ. конф. – Тюмень, 2014. – С. 208–211.
8. Самоловов Д.А., Губкин А.С. Вычислительные возможности метода решеточного кинетического уравнения Больцмана // Вестник Тюменского государственного университета. – 2014. – № 7. – С. 83–91.
9. Сейдагалиев М.К., Генаев Р.В. Метод генерации электричества с использованием пьезокерамических пластин // Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ: сб. статей. – Новосибирск, 2015. – № 9(35). – С.225–229.
10. Amphiro Smart Water Meters, Amphiro AG, c/o ETH Zurich, WEV G217, Weinbergstrasse 56/58, CH-8092, Zurich Switzerland, Copyright 2013, Amphiro AG, 6 P,
11. Sukop M.C., Thorne D.T. Lattice Boltzmann modeling: an introduction for geoscientists and engineers. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2006. 172 с.