probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2020-22-6-176-187probener-1625Research ArticleЭЛЕКТРОТЕХНИКАELECTRICAL ENGINEERINGВыбор оптимальных параметров устройства для генерации постоянного магнитного поляSelection of optimum device parameters for permanent magnetic field generationХазиеваР. Т.KhazievaR. T.

Хазиева Регина Тагировна – канд. техн. наук, доцент кафедры «Электротехники и электрооборудования предприятий»

г. Уфа

Khazieva R. Tagirovna

Ufa

khazievart@mail.ruИвановМ. Д.IvanovM. D.

Иванов Максим Дмитриевич – студент

г. Уфа

Ivanov M. Dmitrievich

Ufa

Уфимский государственный нефтяной технический университетРоссияUfa State Petroleum Technical UniversityRussian Federation202026032021226176187Copyright © Хазиева Р.Т., Иванов М.Д., 20212021Хазиева Р.Т., Иванов М.Д.Khazieva R.T., Ivanov M.D.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.energyret.ru/jour/article/view/1625

ЦЕЛЬ. Рассмотреть области применения электромагнитной обработки водных систем. Провести анализ современной литературы, посвященной применению постоянных магнитных полей для обезвоживания водонефтяных эмульсий. Разработать конструкцию устройства для генерации постоянных магнитных полей и выбрать его параметры. Выбрать электрическую схему питания устройства. Определить, как изменяется энергоэффективность устройства с увеличением его габаритных размеров. МЕТОДЫ. При решении поставленной задачи применялась система трехмерного моделирования КОМПАС-3D, расчет индукции магнитного поля проведен при помощи системы программирования Pascal ABC, выбор оптимальных параметров устройства осуществлен с помощью программы Microsoft Excel. РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье описана актуальность темы, рассмотрено распределение магнитного поля в разрабатываемом устройстве, определены оптимальные параметры конструкции данного устройства и выбрана электрическая схема питания. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Расчеты показали, что коэффициент, учитывающий неоднородное распределение магнитного поля в устройстве, равен 0,883. При помощи системы трехмерного моделирования КОМПАС-3D построена модель разрабатываемого устройства с учетом полученных соотношений. При использовании схемы с неуправляемым выпрямителем и автотрансформатором мощность, потребляемая устройством, ниже в 2,67 раза, чем мощность, потребляемая устройством, при использовании схемы с управляемым выпрямителем и трансформатором. Энергоэффективность значительно растет с увеличением объемов устройства.

THE PURPUSE. To consider the fields of application of electromagnetic treatment of water systems. To analyze the modern literature on the use of constant magnetic fields for dehydration of oil-water emulsions. To develop the design of a device for generating constant magnetic fields and select its parameters. To select the electrical circuit for powering the device. To determine how the energy efficiency of the device changes with an increase in its overall dimensions. METHODS. When solving the problem, the KOMPAS-3D three-dimensional modeling system was used, the magnetic field induction was calculated using the PascalABC programming system, the optimal device parameters were selected using the Microsoft Excel program. RESULTS. The article describes the relevance of the topic, considers the distribution of the magnetic field in the device under development, determines the optimal design parameters for this device and selects the electrical power circuit. CONCLUSION. Calculations have shown that the coefficient taking into account the inhomogeneous distribution of the magnetic field in the device is 0.883. Using the KOMPAS-3D three-dimensional modeling system, a model of the device under development was builttaking into account the obtained relationships.When using a circuit with an uncontrolled rectifier and autotransformer, the power consumed by the device is 2.67 times lower than the power consumed by the device when using a circuit with a controlled rectifier and a transformer. Energy efficiency increases significantly with the increase in device performance.

постоянное магнитное полеобезвоживание водонефтяных эмульсийоптимизация технологического процессаавтотрансформаторнеуправляемый выпрямительповышенная энергетическая эффективностьconstant magnetic fielddehydration of oil-water emulsionsoptimization of the technological processautotransformeruncontrolled rectifierincreased energy efficiencyReferencesРунов Д.М., Лаптев А.Г. Электромагнитная обработка воды в системе оборотного водоснабжения // Научно-практический рецензируемый журнал «Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ», №1-2 (2015). С. 18-25.Runov DM, Laptev AG. Electromagnetic water treatment in the circulating water supply system. Scientific and practical peer-reviewed journal Izvestiya vysshikh uchebnykh zavadenii. PROBLEMY ENERGETIKI. 2015;1-2:18-25.Кашаев Р.С. Подготовка водотопливных эмульсий во вращающихся магнитном и неоднородном электрическом полях с контролем процесса методом ЯМР-релаксометрии // Научнопрактический рецензируемый журнал «Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ». 2016. №1-2. С. 20-26.Kashaev RS. Preparation of water-fuel emulsions in rotating magnetic and non-uniform electric fields with process control by NMR-relaxometry. Scientific and practical peer-reviewed journal Izvestiya vysshikh uchebnykh zavadenii PROBLEMY ENERGETIKI " 2016;1-2:20-26.Вольцов А.А. Интенсификация процесса расслоения водонефтяных эмульсий путем их магнитно-вибрационной обработки. Канд.диссертация. Уфа: УГНТУ. 2006. 122 с.Voltsov AA. Intensification of the process of stratification of oil -water emulsions by means of their magnetic vibration treatment. Candidate dissertation. Ufa: USPTU. 2006. 122 p.Ермеев А.М., Елпидинский А.А. О применении магнитного поля в процессах разрушения водонефтяных эмульсий. В журнале «Вестник Казанского технологического университета», 2013. Т. 16. № 2. С. 170-174.. Ermeev AM, Elpidinsky AA. On the use of a magnetic field in the processes of destruction of water-oil emulsions. Bulletin of Kazan Technological University. 2013;16(2):170-174.Ибрагимов Н.Г., Судыкин А.Н., Сахабутдинов Р.З., и др. Технологии и методы интенсификации процесса подготовки высоковязкой нефти // Нефтяное хозяйство. 2016. № 7. С. 61-63.Ibragimov NG, Sudykin AN, Sakhabutdinov RZ, et al.Technologies and methods of intensification of the process of preparation of high-viscosity oil. Oil industry. 2016;7:61-63.Золфагари Р., Фахру'л-Рази А., Абдулла Л.С. и др., Методы деэмульгирования эмульсий вода в нефти и нефть в воде в нефтяной промышленности, Sep. Purif. Technol., 2016. Т. 170. С. 377–407.Zolfagari R, Fakhru'l-Razi A, Abdulla LS. et al. Methods for demulsifying water-in-oil and oil-inwater emulsions in the petroleum industry. Sep. Purif. Technol. 2016;170:377–407.Иванов М.Д., Конесев С.Г. Генератор импульсного электромагнитного поля для обезвоживания водонефтяной эмульсии. Статья в сборнике «Материалы 71-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных УГНТУ. В 2 т. / отв. ред. Р.У. Рабаев. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2020. 572 с.Ivanov M.D, Konesev SG. Generator of pulsed electromagnetic field for dehydration of oil-water emulsion. An article in the collection Materials of the 71st Scientific and Technical Conference of Students, Postgraduates and Young Scientists of USPTU. 2 tons / hole ed. RU. Rabaev. Ufa: USPTU Publishing House, 2020. 572 p.Велес П.Р., Пивоварова Н.А., Щугорев В.Д., Бердников В.М., Шеламкова О.С., Кульнева И.Н., Пивоваров А.Т. Способ обезвоживания водонефтяной эмульсии. Патент 2 152 817 (РФ) от 20.07.2000, МПК B01D 17/06.Veles PR, Pivovarova NA, Shchugorev VD, Berdnikov VM, Shelamkova OS, Kulneva IN. and Pivovarov AT. Method of dehydration of water-oil emulsion .Patent 2 152 817 (RF) dated 20.07.2000, IPC B01D 17/06.Швецов В.Н., Юнусов А.А. Магнитный туннель. Патент 2 167 824 (РФ) от 27.05.2001, МПК C02F 1/48.Veles PR, Pivovarova NA. Magnetic tunnel. Patent 2 167 824 (RF) dated 27.05.2001, IPC C02F 1/48. Magnetic tunnel.Новая энергоэффективная технология и техника электродеэмульсации нефти на основе применения композитных электродов // Научно-практический рецензируемый журнал «Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ». 2018. Т .20. № 3-4. С. 54-61.Shvetsov VN, Yunusov AA. New energy-efficient technology and technique of oil electrodeemulsification based on the use of composite electrodes // Izvestiya vysshikh uchebnykh zavadenii. PROBLEMY ENERGETIKI. 2018;20,3-4:54-61.Шейх-Али А.Д. Комбинированное воздействие магнитного поля и деэмульгаторов на процесс обезвоживания нефти // Подготовка нефти и газа. 2018. № 1. С. 76-80.Sheikh-Ali A.D. Combined effect of magnetic field and demulsifiers on the process of oil dehydration. Oil and Gas Preparation. 2018;1:76-80.Таваколи M.H., Оджаги А., Мохаммади-Манеш Э., и др. Влияние геометрии катушки на процесс индукционного нагрева в системах выращивания кристаллов // Журнал выращивания кристаллов, 2009. Т. 311. № 6.Tavakoli MH, Ojagi A, Mohammadi-Manesh E, et al. The influence of coil geometry on the process of induction heating in crystal growing systems. Journal of growing crystals. 2009,311:6.Кит К.Сум. Усовершенствованный формирователь тока с пассивной коррекцией коэффициента мощности с заполнением впадин, приближенный к пределам спецификации IEC / PCIM Magazine, февраль 1998 г.Keith Sum. K. Enhanced cavity filling passive power factor correction current driver, close to IEC. PCIM Magazine specification limits, February 1998Конесев С.Г., Хазиева Р.Т., Кириллов Р.В. Индуктивно-емкостные преобразователи для вторичных высоковольтных источников питания // Международная мультиконференция по промышленной инженерии и современным технологиям. Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике. FarEastCon, стр. 1-5. doi: 10.1109/FarEastCon.2019.8934018.Konesev SG, Khazieva RT, Kirillov RV. Inductive-capacitive converters for secondary high-voltage power supplies. International Multiconference on Industrial Engineering and Modern Technologies, 2019. Institute of Electrical and Electronic Engineers, FarEastCon, pp. 1-5. doi: 10.1109/FarEastCon.2019.8934018.Конесев С. Г., Хазиева Р. Т., Кириллов Р. В., и др. Исследование стабилизирующих свойств индуктивно-емкостных преобразователей на основе гибридных электромагнитных элементов», Journal of Physics: Conference Series (JPCS). 2017. V.803. doi: 10.1088/1742-6596/803/1/012076.Konesev SG., Khazieva RT., Kirillov RV, et al. Investigation of the stabilizing properties of inductive-capacitive converters based on hybrid electromagnetic elements. Journal of Physics: Conference Series (JPCS). 2017. V. 803. doi: 10.1088/1742-6596/803/1/012076.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.