CC BY
97
т
А и = ^стуеЦ<10-дт
(1)
о
где первое слагаемое в правой части формулы - суммарная необратимо поглощенная энергия деформации;
- компонент тензора напряжения;
^и - компоненты тензора скорости пластических деформаций;
часть тепловой энергии, рассеивающейся в окружающую среду за счет теплообмена. Разрушение наступает при условии т*
О
В основу методики исследования закономерностей неупругих деформаций и необходимо затраченной за цикл энергии циклических деформаций положен метод динамической петли гистерезиса.
ЛИТЕРАТУРА
1. Лаврушина Е.Г. Длительная прочность элементов гибких гидробиотехниче-ских сооружений из синтетических материалов // Изв. ТИНРО, 2006. -Т,147 - С. 408-416
* ! 1
Е В. Глушко, Д.К. Егоров, С.А. Гурова, М.М. Котов
а £**¿19 - дт = А и*
ВЕТРОГЕНЕРАТОР С ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОСЬЮ
В настоящее время в связи с глобальным потеплением и негативными последствиями парникового эффекта все более привлекательным становится использование возобновляемых источников энергии, к которым относятся энергия солнца, ветра, рек, приливов и океанских волн. В ближайшем будущем ожидается значительный рост использования возобновляемых источников энергии - в Европе их долю с нынешних 5,4% планируется довести к 2010 году до 5 2%.
В России доля возобновляемых источников энергии сейчас составляет менее 1 % (без учета крупных гидроэлектростанций), в то время как перспективы в этом направлении велики. Большая площадь страны, недостаточное развитие электросетей, удорожание стоимости топлива для автономных дизельных электростанций, трудность и дороговизна его достатки - все это делает экономически целесообразным использование возобновляемых источников энергии. Север и Дальний Восток России, как показывают ветровые атласы, относятся к зоне устойчивых ветров со средней скоростью более 5 м/с, являясь перспективными областями для использования ветрогенераторов.
Анализ рынка товаров и услуг Приморского края показал, что спектр предлагаемых установок достаточно широк: от полупромышленных мощностью 24 кВт, до бытовых - 0,4...2 кВт. Общая принципиальная схема этих ветрогенераторов - высокая стойка, на которой расположено ветряное колесо с 3...4 лопастями и горизонтальной осью. На этой же оси находится генератор. Вся электрическая часть (преобразователь напряжения, аккумуляторы и т. п.) находятся на уровне фундамента. Данная схема является традиционной и имеет ряд недостатков, основными из которых являются-
1) вся механическая часть расположена в верхней части стойки, что затрудняет доступ к ней для ремонта и обслуживания; |
2) такая конструкция создает значительный изгибающий момент в нижней части стойки, вынуждает упрочнять и утяжелять как стойку, так и фундамент.
Спроектированны1 ветрогенератор предназначен для получения стандартного электропитания (50 Гц, 220 В) за счет энергии ветра. Стабилизированное напряжение не зависит от скорости ветра (в определенных пределах) и пригодно для питания бытовой техники. Номинальная мощность используемой аппаратуры - 600 Вт, но допускается 2,5-кратная пиковая перегрузка.
Габариты установки HxBxL = 2,9x3,7x3,7 м; ширина и высота лопасти 1,7 м; вес (без электрооборудования) 115 кг; рабочий диапазон скоростей ветра 4...35 м/с, режим работы автоматический; емкость аккумуляторной батареи 100 А-ч.
Кинематическая схема ветрогенератора показана на рисунке. Вращающаяся часть ветрогене-ратора установлена на валу солнечного колеса 1 планетарного редуктора. Этот вал при работе установки в основном остается неподвижным, медленно поворачиваясь только при отклонении направления ветра за заданные пределы. Планетарный редуктор имеет три сателлита 2 с вертикальными осями. на этих осях установлены звездочки 2' цепных передач 5.
Под действием ветра рама (водило Н) с тремя лопастями 6 вращается вокруг солнечного колеса 1 планетарного редуктора с вертикальной осью. Лопасти установки также принудительно вращаются относительно рамы, обеспечивая различную проекцию сечения лопасти на направление ветра при движении по ветру и против него. Согласованность вращения рамы и лопастей обеспечивается цепными передачами, с i = 1, связывающими звездочки 2' и 3 установленные на валах сателлитов 2 и лопастей 6.
Снизу к корпусу планетарного редуктора болтами и гайками радиально крепятся 3 швеллера №14 под углом 120° друг к другу. По центру редуктора на резьбовом основании вертикально установлена центральная трубчатая стойка, на верхней части которой закреплена треугольная пластина. Сверху к пластине крепятся швеллера, размеры, способ крепления и расположение которых аналогичны нижним. Для увеличения жесткости конструкции основные швеллера соединяются дополнительными швеллерами №5, образуя треугольники,
На концах швеллеров соосно крепятся верхние и нижние опоры лопастей. Лопасти при установке разворачиваются на угол 60° относительно друг друга. Звездочки на валах планетарного редуктора и на нижних опорах лопастей соединяются попарно цепями цепной передачи.
Рис. Кинематическая схема ветрогенератора: 1 - солнечное колесо, Г - червячное колесо, 2 - сателлит, 2' и 3 - звездочки, 4 - червяк, 5 - цепь, 6 - лопасть, Н - водило
На корпусе редуктора установлено колесо мупьтипликаюра, вращающее шестерню электрогенератора постоянного тока, напряжением 12 В. Напряжение электрогенератора используется для заряда аккумуляторной батареи. Напряжение с этой батареи преобразуется инвертором в стандартные параметры бытового электропитания (220В, 50 Гц переменного однофазного тока) и стабилизируется источником бесперебойного питания.
При отклонении направления ветра от оптимального включается электродвигатель постоянного тока (12 В) небольшой мощности, который через червячный редуктор с большим передаточным отношением (/ = 80) поворачивает солнечное колесо планетарного редуктора, подстраивая его фазу работы под направление ветра. Информацией о скорости ветра и его направлении обеспечивает систему управления специальные датчики,
По сравнению с традиционной установкой, разработанный ветрогенератор имеет следующие преимущества: малые вертикальные габариты; малошумность; отсутствие затрат на сооружение мачты; практическое отсутствие переменных нагрузок на лопасти, вследствие чего увеличивается прочность и долговечность конструкции; возможность окончательной сборки и настройки конструкции на месте эксплуатации; получение на выходе стандартных параметров частоты тока и напряжения - 50 Гц и 220 В; автоматическая настройка на направление ветра.
Немаловажным достоинством является факт исключения возникновения радиопомех при применении закрытого корпуса, т.к. у лопастных ветрогенераторов данный недостаток обычно очень существенен. Кроме того, корпус снижает влияние атмосферных осадков, что положительно сказывается на долговечности и безотказности, особенно зимой, когда лопасти могут сильно и неравномерно обмерзать, вызывая существенный дисбаланс при вращении.
Д.К. Егоров, A.A. Потаскуев, A.A. Бубнов СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМ ОЧИСТКИ БЫТОВЫХ ПЫЛЕСОСОВ
Электропылесосы являются одним из наиболее распространенных видов бытовой техники. В качестве двигателей в бытовых пылесосах широко используются коллекторные электродвигатели. При всех их преимуществах, они имеют и недостатки, одним из которых является образование мелкой угольной пыли при стирании угольных щеток на коллекторе электродвигателя. Следовательно, в бытовых пылесосах всегда есть проблема - как задержать пыль, образующуюся в коллекторном электродвигателе, так и мелкодисперсную пыль, прошедшую через основной фильтр^
Эту задачу чаще всего решают установкой на выходе пылесоса дополнительных фильтров: бумажных, мелкодисперсных керамических и т. п. В данной работе рассматривается использование для решения задачи сбора мелкодисперсной пыли на выходе пылесоса электростатического фильтра.
Применение электростатических фильтров является одним из наиболее совершенных способов очистки воздуха от пыли. Принцип действия электростатического фильтра основан на направленном движении заряженных частиц пыли под действием электростатического поля. В таком фильтре частицам пыли сообщается избыточный электростатический заряд в пространстве между электродами, создающими электрическое поле. После чего заряженные частицы пыли движутся к электроду с полярностью противоположной полярности заряда частиц и осаждаются на нем.
В настоящее время наиболее распространены трубчатые и пластинчатые электростатические фильтры. В первом случае очищаемый воздух проходит внутри трубчатых осаждающих электродов. Во втором - воздух проходит между осадочными электродами в виде пластин, расположенных на некотором расстоянии друг от друга.
Об эффективности электростатического фильтра можно судить по степени очистки в нем воздуха. Используем для конкретного случая теоретическое выражение для определения степени пылео-саждения частиц пыли в электростатическом фильтре .
7 = 1- ехр(-БУ /0 = 1- ехр(~0Д 8 ■ 1,1 / 0,03) = 99,8% ,
