Выбор оптимальных параметров устройства для генерации постоянного магнитного поля

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.

1. Рунов 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.

2. 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.

3. Вольцов А.А. Интенсификация процесса расслоения водонефтяных эмульсий путем их магнитно-вибрационной обработки. Канд.диссертация. Уфа: УГНТУ. 2006. 122 с.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. Швецов В.Н., Юнусов А.А. Магнитный туннель. Патент 2 167 824 (РФ) от 27.05.2001, МПК C02F 1/48.

10. 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.

11. Шейх-Али А.Д. Комбинированное воздействие магнитного поля и деэмульгаторов на процесс обезвоживания нефти // Подготовка нефти и газа. 2018. № 1. С. 76-80.

12. 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.

13. Кит К.Сум. Усовершенствованный формирователь тока с пассивной коррекцией коэффициента мощности с заполнением впадин, приближенный к пределам спецификации IEC / PCIM Magazine, февраль 1998 г.

14. Конесев 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.

15. 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.