СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ НА СДВИГОВОМ ПОТОКЕ

УДК 621.3.012.8

  • Гринюк Дмитрий Анатольевич – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры автоматизации производственных процессов и электротехники. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). Е-mail: hryniuk@tut.by

  • Олиферович Надежда Михайловна – ассистент кафедры автоматизации производственных процессов и электротехники. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). Е-mail: oliferovich@belstu.by

  • Сухорукова Ирина Геннадьевна – старший преподаватель кафедры программной инженерии. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). Е-mail: irina_x@rambler.ru

  • Егорова Анна Леонидовна – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры полимерных композиционных материалов. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: a_l_egorova@mail.ru

  • Оробей Игорь Олегович – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры автоматизации производственных процессов и электротехники. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). Е-mail: orobei@tut

  • Карпук Павел Олегович – студент. Белорусский государственный технологический университет. Е-mail: pavel228321@gmail.com

DOI: https://doi.org/10.52065/2520-6141-2023-266-1-9

Ключевые слова: схема замещения, электрокинетические потенциал, электрокинетические явления.

Для цитирования: Гринюк Д. А., Олиферович Н. М., Сухорукова И. Г., Егорова А. Л., Оробей И. О., Карпук П. О. Схема замещения электрокинетического преобразователя на сдвиговом потоке // Труды БГТУ. Сер. 3, Физико-математические науки и информатика. 2023. № 1 (266). С. 46–53. DOI: https://doi.org/10.52065/2520-6141-2023-266-1-9.

Аннотация

В статье делается попытка построения схемы замещения измерительного преобразователя электрокинетического потенциала, принцип работы которого основан на сдвиговом потоке. Для получения использован подход, который основан на феноменологической линейной термодинамической теории необратимых процессов с использованием кинетических уравнений переноса. Поскольку полезный сигнал измерительного преобразователя предусматривает использование переменного измерительного сигнала, то схема замещения позволит оптимизировать параметры работы измерительного канала. Особенностью рассмотренного измерительного преобразователя является сочетание двух неэлектрических явлений как одновременное движение жидкости под действием внешнего давления и вращения элементов преобразователей. Связав потоки массы и электрического заряда, получаем выражения для построения и анализа схем замещения разработанного электрокинетического преобразователя.

Проведен анализ для различных режимов работы электрокинетического преобразователя и получены основные соотношения. В частности, отдельно выделены потенциальный режим, токовый режим, режим максимального КПД и режим максимальной выходной электрической мощности. На основании теоретических предпосылок предложен ряд вариантов построения схем замещения и расчетные формулы для определения их параметров. Результаты работы предусматривают дальнейшую доработку для учета не только статических, но и динамических параметров схемы замещения.

Скачать

Список литературы

  1. Гринюк Д. А., Кузьмицкий И. Ф., Оробей И. О. Первичный преобразователь для измерения электрокинетических характеристик // Приборы и техника эксперимента. 1998. № 3. С. 124–127.
  2. Преобразователи электрокинетического потенциала гидродисперсных систем / Д. А. Гринюк [и др.] // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 3. Тула: Изд-во ТулГУ, 2011. С. 106–110.
  3. Electrokinetic Converter using AN Unsteady Shift: A Quantitative Model / D. Hryniuk [at al.] // Open Conference of Electrical, Electronic and Information Sciences (eStream). Vilnius, Lithuania, 2019. P. 1–4. DOI:10.1109/eStream.2019.8732159.
  4. Математическая модель формирования измерительного сигнала в электрокинетическом преобразователе переменного сдвига / Д. А. Гринюк [и др.] // Труды БГТУ. Сер. 3, Физико-математические науки и информатика. 2019. № 2 (224). С. 58–65.
  5. Лидоренко Н. С., Ильин Б. И, Зайденман И. А. Введение в молекулярную электронику. М.: Энергоатомиздат, 1984. 320 c.
  6. Лепендин Л. Ф. Акустика. М.: Высшая школа, 1978. 448 с.
  7. Электрохимические преобразователи первичной информации / В. С. Боровков [и др.]. М.: Машиностроение, 1969. 199с.
  8. Остерле Д. Электро-кинетическое преобразование энергии // Прикладная механика, 1964. № 2. C. 3–6.
  9. Фридрихсберг Д. А. Курс коллоидной химии. СПб.: Химия, 1995. 400 с.
  10. Theory of electrokinetic flow in fine cylindrical capillaries at high zeta-potential / S. Levine [at al.] // Journal of colloid and interface science. 1975. Vol. 52, no. 1. P. 136–149. DOI:10.1016/0021-9797(75)90310-0.
  11. Чураев Н. В., Дерягин Б. В. К теории электрокинетических явлений в тонких слоях растворов электролитов // ДАН СССР. 1966, 169. № 2. C. 716–721.
  12. Касим-Заде М. С., Халилов Р. Ф., Балашов А. Н. Электрокинетические преобразователи информации. М.: Энергия, 1973. 136 с.
Поступила 03.02.2023