СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ИЗЛУЧАЕМОЙ АКУСТИЧЕСКОЙ МОЩНОСТИ НА ТЕПЛОАГРЕГАТАХ ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ ПРОТИВОНАКИПНОГО ЭФФЕКТА

DOI: 10.47026/1810-1909-2022-3-114-127

УДК 681.586.785:621.3.013.62

ББК 32.873

С.В. ЯНКЕВИЧ, Г.В. МАЛИНИН, В.С. АБРУКОВ

Ключевые слова

ультразвуковой генератор, теплоагрегат, противонакипной эффект, излучаемая акустическая мощность, магнитострикционный преобразователь, амплитуда магнитострикции, индукция насыщения, подмагничивание

Аннотация

В работе предложен способ увеличения излучаемой акустической мощности ультразвуковых (акустических) противонакипных устройств, обеспечивающий их эффективность. Из литературных источников известна формула определения удельной акустической мощности магнитострикционного преобразователя, зависящая от его физических характеристик. Однако на практике эта формула может быть применима только для определения расчетной теоретической предельной акустической мощности, которую может излучать спроектированный магнитострикционный преобразователь с заданными конструктивными и геометрическими параметрами. В работе приведена формула определения практической излучаемой акустической мощности магнитострикционного преобразователя на теплоагрегатах с учетом режима работы ультразвукового генератора и способа возбуждения магнитострикционного преобразователя. С использованием приведенных формул выполнена оценка излучаемой акустической мощности при импульсном режиме работы ультразвукового генератора в сравнении с теоретически возможной излучаемой мощностью. Показано, что изменением режима работы ультразвукового генератора можно добиться оптимальной излучаемой акустической мощности магнитострикционного преобразователя. В работе обсуждаются оптимальные режимы работы магнитострикционных преобразователей, выполненных из разных материалов. Для этого проанализированы различные способы возбуждения магнитострикционных преобразователей и их недостатки, приводящие к исчезновению противонакипного эффекта, предложен свой способ возбуждения магнитострикционного преобразователя, основанный на подмагничивании магнитострикционного материала и повышающий противонакипной эффект. Показана важность повышения излучаемой акустической мощности ультразвуковых устройств для повышения противонакипного эффекта при минимально возможном потреблении энергии. Проведено сравнение с другими техническими решениями, используемыми изготовителями ультразвуковой противонакипной техники. Представлены экспериментальные результаты увеличения акустической мощности при предложенном способе возбуждения магнитострикционного преобразователя по сравнению с аналогичным показателем при других способах его возбуждения.

Литература

1. Абрамов О.В., Абрамов В.О., Муллакаев М.С., Артемьев В.В. Анализ эффективности передачи ультразвуковых колебаний в нагрузку // Акустический журнал. 2009. Т. 55, № 6. С. 828–844.
2. Валуев В.Н., Ганева Л.И., Голямина И.П. Сравнение свойств преобразователей из различных магнитострикционных материалов // Акустический журнал. 1970. Т. 16, № 1. С. 32–36.

3. Волк Г.М., Галутин В.З., Мелихова В.П., Фролов В.П., Щербаков С.Н. Исследование эффективности ультразвукового метода снижения скорости образования накипи в паяных пластинчатых теплообменниках // Энергосбережение. 2003. № 2. C. 16-17.
4. Донской А.В., Келлер О.К., Кратыш Г.С. Ультразвуковые электротехнологические установки. М.: Энергоиздат, 1982. 204 с.
5. Зверев В.С. Эффективность применения ультразвукового противонакипного аппарата УПА-2М в теплоэнергетике // Энергосбережение и водоподготовка. 2007. № 2(46). С. 39.
6. Зверев В.С., Ахмеджанов Р.А. Повышение эффективности ультразвукового метода защиты теплопередающих поверхностей от накипи // Энергосбережение и водоподготовка. 2009. № 1(57). С. 39–42.
7. Панфиль П.А., Андреев А.Г., Митюряев А.Н. Повышение мощности акустических противонакипных устройств // Новости теплоснабжения. 2017. № 06 (202) [Электронный ресурс]. URL: http://www.rosteplo.ru/nt/202 (дата обращения: 26.07.2022).
8. Пат. 2548965 РФ, МПК F28G 7/100. Устройство для ультразвуковой очистки теплообменных агрегатов от отложений и интенсификации технологических процессов / С.В. Янкевич, В.А. Афанасьев, А.А. Кузин; заявитель и патентообладатель ООО “ДЖЕНЕРУС”; заявл. № 2014105207/05 от 13.02.2014; опубл. 20.04.2015. Бюл. № 11.
9. Физическая энциклопедия Т.2. Добротность- магнитооптика / гл. ред. А.М. Прохоров; ред. коллегия: Д.М. Алексеев, А.М. Балдин, А.М. Бонч-Бруевич, А.С. Боровик-Романов, А.М. Прохоров. М.: Сов. энцикл., 1990. 704с.
10. Янкевич С.В., Малинин Г.В. Обзор схемотехнических решений при построении силовой части ультразвуковых генераторов // Вестник Чувашского университета. 2020. № 1. С. 212–220.

Сведения об авторах

Янкевич Сергей Владимирович – аспирант кафедры промышленной электроники, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (ds3617@mail.ru; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6151-0448 ).

Малинин Григорий Вячеславович – кандидат технических наук, заведующий кафедрой промышленной электроники, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (malgrig6@mail.ru; ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3993-0435).

Абруков Виктор Сергеевич – доктор физико-математических наук, заведующий кафедрой прикладной физики и нанотехнологий, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (abrukov@yandex.ru; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4680-6224).

Формат цитирования

Янкевич С.В., Малинин Г.В., Абруков В.С. Способ повышения излучаемой акустической мощности на теплоагрегатах для увеличения противонакипного эффекта // Вестник Чувашского университета. – 2022. – № 3. – С. 114–127. DOI: 10.47026/1810-1909-2022-3-114-127.

Загрузить полный текст статьи