Аналіз прямого перетворення механічної енергії в теплову за допомогою індукційних струмів
DOI:
https://doi.org/10.31548/Анотація
У статті наведені результати експериментального дослідження роботи індукційного генератора теплової енергії, що реалізує перетворення механічної енергії обертання магнітного диска у теплову за допомогою вихрових струмів, які виникають у металевій провідній пластині під дією змінного магнітного поля. Об'єктом дослідження є процес прямого перетворення механічної енергії в теплову. Експериментальна установка складається із ротора, що містить розміщені за колом постійні магніти, який обертається над сталевою пластиною. У результаті переміщення магнітного поля в провіднику індукуються вихрові струми, які спричиняють нагрівання за рахунок джоулевих втрат. Досліджено вплив конструктивних і магнітних параметрів установки на величину потужності теплових втрат, зокрема, частоти зміни магнітного поля, величини магнітної індукції та відстані до пластини. Для перевірки експериментально отриманих значень використано залежність для розрахунку потужності втрат від вихрових струмів, що враховує величину магнітної індукції, частоту зміни магнітного поля та електричні характеристики матеріалу. Порівняння теоретичних і експериментальних результатів показало, що похибка між ними становить менше 10 %. Отримані результати можуть бути використані в розробці безконтактних систем нагрівання, систем рекуперації енергії, а також в енергетичних установках з прямим перетворенням механічної енергії в теплоту, зокрема, для вітрових і гідравлічних турбін.
Ключові слова: відновлювані джерела енергії, енергія вітру, індукційне нагрівання, вихрові струми, постійні магніти, генератор теплової енергії, безконтактне нагрівання, пряме перетворення енергії, обертальний рух
Посилання
1. Eurostat. (n.d.). Energy consumption in households. Statistics Explained. Retrieved May 25, 2025, from https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/index.php?title=Energy_consumption_in_households
2. Sobor, I., Chiciuc, A., Ciuperca, R., & Rachier, V. (2011). Concerning the conversion efficiency increase of the available wind potential. Annals of the University of Craiova, Electrical Engineering Series, 35, 122-127.
3. Tudorache, T., Melcescu, L., & Predescu, M. (2015). Analysis of a permanent magnet eddy current heater driven by a wind turbine. Advances in Electrical and Computer Engineering, 15 (3), 95–102. Available at: https://doi.org/10.4316/AECE.2015.03013
4. Makarchuk, O., Rusek, A., Shchur, I., & Shchur, V. (2015). The electromagnetic transformer of mechanical energy into heat for wind turbine. Przegląd Elektrotechniczny, 91 (1), 166–169. Available at: https://doi.org/10.15199/48.2015.01.40
5. Fiorillo, F. (2004). Measurement and characterization of magnetic materials (p. 31). Elsevier Academic Press. ISBN 0-12-257251-3
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).
