Сборник научных трудов ДонГТУ

Статья

Наименование Моделирование процессов в погружных электромеханических преобразователях для технологий добычи горючих сланцев
Авторы Заблодский Н. Н., д.т.н., проф.
Грицюк В. Ю., к.т.н., доц.
Раздел Электротехника. Радиотехника
Год 2015 Выпуск 44 Страницы 66 - 73
УДК 621.313:621.318.122
Аннотация В работе методом конечных элементов проведено математическое моделирование взаимосвязанных электромагнитных и тепловых процессов в погружном электромеханическом преобразователе. Результаты свидетельствуют о высоком уровне теплового напряжения в активной части погружного ПЭМП. Температура на поверхности ротора погружного преобразователя достигает весьма высоких значений, что свидетельствует о возможности обеспечения быстрого нагрева и высокой скорости перекачки нефти и газожидкостных компонент горючих сланцев через полость внутреннего ротора погружного ПЭМП.
Реферат Цель. Создание одного из синергетических методов исследования – энергетического, корректно описывающего феномен зональной дезинтеграции горных пород вокруг подземных выработок при освоении запасов руд и оценке эффективности использования существующих технологий по их добыче.
Методика. Разработана аналитическая модель термодинамических процессов формирования зональной дезинтеграции массива вокруг подготовительных выработок. Смоделированы основные технические параметры: распределение радиальных и тангенциальных напряжений, оставшихся после преобразования потенциальной энергии в зонах термодинамического баланса, общее напряжение от действия факторов различной интенсивности (напряженность, температура, плотность, намагниченность, обводненность, газообильность), а также возникновение областей деформации массива в зонах термодинамического дисбаланса энергии.
Результаты. Обоснован выбор синергетического подхода при выполнении исследований. Составлена классификация методов исследования напряженно-деформированного состояния горных пород. Выполнен анализ широко применяемых теоретических методов моделирования и проанализированы их преимущества и недостатки. Раскрыта эффективность использования теорий феноменологической прочности для выявления областей массива, подвергающихся разрушению. Показаны основные этапы и взаимосвязи при моделировании зональной дезинтеграции пород с помощью энтропийного, термодинамического и энергетического методов исследования, смоделирована динамика формирования энергетических зон вокруг подготовительных выработок для рудных шахт Украины.
Научная новизна. Научная новизна предложенного в работе метода – адекватное описание феномена зональной дезинтеграции горных пород вокруг подземных выработок, признанного мировой исследовательской общественностью одной из сложных научных проблем, которая не поддается описанию на базе современных представлений физики.
Практическая значимость. Создание энергетического метода исследования, который позволяет определять форму и размеры зон термодинамического баланса энергии, условия перехода энергетических зон в состояние дисбаланса и количество энергетических зон в предохранительной капсуле, которую формирует массив вокруг выработок.
Ключевые слова погружной электромеханический преобразователь, коэффициент теплоотдачи, конечно-элементная модель, электромагнитное поле.
Полный текст