CC BY
32
ЭНЕРГЕТИКА И ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ
ЭНЕРГЕТИКА И ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ
УДК 669.18 + 621.313.8 Петрищев С.А, Сергеев Ю.С.
РАСЧЕТ МАССОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДИСКОВОГО ВЕНТИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ
Надежность и мобильность машин различного назначения в значительной мере определяется надежностью и энергетической эффективностью установленного на нем электропривода. А характеристики последнего в основном определяются эффективностью его электромеханического преобразователя. Как показывает анализ, применяемые до последнего времени интегральные методики расчетов подобных двигателей ос -новываются на учете экстремальных электромагнитных нагрузок. Такой подход не отображает динамического характера рабочих процессов и не позволяет в расчетах учитывать реактивные моменты и поля рассеяния обмоток в электрической машине. Более того, интегральные методики не позволяют в полной мере оптимизировать режимы коммутации двигателя.
В связи с вышеизложенным, отметим необходимость моделирования процессов как при различных параметрах магнитной системы электрической машины, так и с учётом возможных погрешностей в её изготовлении на ранней стадии разработки перспектив-
ных изделий. Немаловажно наличие в математической модели возможности динамического моделирования работы разрабатываемого привода. Указанные аспекты моделирования предусматривают использование численных методов при проектировании.
В последнее время наличие высоко про изводитель-ных компьютеров и новых программных средств рас -ширяет возможности в постановке вычислительных задач. Так, для решения разнообразных электротехнических задач, главным образом полевых, новым средством исследования распределения магнитного поля (вектора магнитной индукции, вектора напряженности и магнитного векторного потенциала), а также основных электромагнитных параметров (индуктивности, электромагнитной силы и момента) электротехнических устройств и систем является метод конечных элементов и программный пакет на его основе - А№У8.
Применительно к электроприводам различного назначения подход предусматривает выполнение следующих этапов:
- описание реальных условий эксплуатации проектируемого изделия с учетом многофакторных процессов воздействия на рабочие органы электрической машины;
- задание начальных и граничных условий, отражающих эти процессы;
- компьютерный расчет моделируемой системы;
- анализ статических характеристик, установление закономерностей динамического поведения и корректирование исходных параметров;
- определение количественных характеристик объекта моделирования, показателей надежности и энергетической эффектности;
- корректирование рабочих чертежей проектируемого изделия.
Указанный подход был
Мотор-редуктор МР-70 для аварийно-спасательного инструмента
Расчет массоэнергетических характеристик дискового вентильного двигателя... Петрищев С.А., Сергеев Ю.С.
применен при проектировании дискового вентильного электромеханического привода (см. рисунок), разработанного КБ «Мехатроники» г. Златоуста.
Список литературы
1. Андреева Е.Г., Шамец С.П., Колмогоров Д.В. Конечно-элементный анализ стационарных магнитных полей с помощью программного пакета Ansys: учеб. пособие. Омск: Изд-во Ом-ГТУ, 2002.
2. Буль О.Б. Методы расчета магнитных систем электрических аппаратов. Программа Ansys: учеб. пособие. М.: ИД «Академия», 2006. 288 с.
3. Расчет электромагнитных полей с помощью программного комплекса ANSYS / Вишняков С.В., Гордюхина Н.М., Федорова Е.М. и др.; под ред. проф. Казанцева Ю.А. М.: Изд-во МЭИ, 2003. 62 с.
4. Туровский Я. Электромагнитные расчёты элементов элекгриче-
ских машин: пер. спольск. М.: Энергоатомиздат, 1986. 200 с.
List of literature
1. Andreeva E.G., Shamec S.P., Kolmogorov D.V. The fnal-element analysis of stationary magnetic fields by means of a software package Ansys: The manual. Omsk: Publishing Om-STU, 2002.
2. Bul O.B. Methods of calculation of magnetic systems of electric devices. The program Ansys: The manual. Moskow: PH «Academy», 2006. 288 p.
3. Calculation of electromagnetic fields by means of program complex ANSYS / Vishniakov S.V., Gordukhina N.M., Fedorova EMI. and others; Under edition of professor Kazanceva U.A. Moskow: Publishing MEI, 2003. 62 p.
4. Turovsky Ia. Electromagnetic calculations of elements of electric drives: Translate. from the polish. Moskow: Energyatompublish-ing, 1986. 200 p.
УДК 662.612.31
Задонская Т.А, Швецова Е.С., Копцев В.В.
ГОРЕНИЕ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ПОТОКОВ ПРИРОДНОГО ГАЗА
Как было показано ранее [1], рациональное горение потоков газовоздушной смеси невозможно обеспечить только за счет механизма нормального горения, т.е. за счет нагрева смеси теплопроводностью. Скорость движения температурной волны в подобной газовоздушной смеси ничтожно мала [1], порядка 3 10-2—15 10-2 м/с. Такая скорость распространения пламени не обеспечивает необходимую скорость горения топлива и, что особенно важно, необходимое месторасположение факела. Большинство печей, а вращающиеся печи в особенности, требуют по технологическим условиям расположения зоны горения в непосредственной близости от го-релочного устройства. Скорость истечения природного газа из сопла горелочного устройства типа ГЦГ (рис. 1) лежит в пределах 1,2-1,5 М\ (здесь М\ - скорость Маха). Высокая скорость обеспечивает, во-первых, подачу в зону горения больших объемов топлива а, во-вторых, высокоэнергетический газо- ^
вый поток обеспечивает его высокую степеньсмешивания со с путным потоком воздуха [2] на внешних поверхностях (боковой конической и торцевой) центрального тела 1.
Но высокая скорость газовоз -душной смеси сдвигала бы зону горения на значительное удаление от сопла горелочного устройства в случае нагрева смеси только за счет теплопроводности. Создание
ударной адиабаты обеспечивает активный и быстрый прогрев газовоздушнойсмеси
уже на расстоянии 3-4 калибров от среза сопла [2, 3]. Ударная адиабата является следствием «косого» скачка уплотнения, возникающего при обтекании трансзвуковым потоком препятствия, в данном случае наклона обечайки 2. Зависимость направления косого скачка Р от величины угла отклонения потока приведена на рис. 2. Абрамович Г.Н. [4] приводит подобную зависимость для воздуха при показателе изоэнгропы к=1,4, тогда как зависимости (см. рис. 2) рассчитаны для природного газа с показателем изоэнгропы к= 1,306. Для расчета использовалась зависимость [5]:
tg 8 =
Mj2 sin2 р-1
m2
к+1 .2 о
--------sin р
+1
(1)
tg Р
ІРі - радиус штока; - радиус цилиндрической трубы горелки; 1Рз - максимальный
радиус конического центрального тела; 1?4 - радиус кормовой части конического центрального тела; И - минимальная ширина кольцевого зазора между обечайкой 2 и центральным телом 1; аі- угол конусности обечайки 2 и центрального тела;
02 - угол конусности лобовой части центрального тела 1
