Search citation statements
Paper Sections
Citation Types
Year Published
Publication Types
Relationship
Authors
Journals
Одним із перспективних способів використання сонячної енергії є автономні фотоелектричні сонячні установки для помпування води, які призначені для зрошення та міського/сільського водопостачання замість електричних під’єднаних до мережі або дизельних водопомпових систем. Найпростішими і найпоширенішими серед таких установок є системи прямого привода, які не потребують дорогих і ненадійних акумуляторних батарей. Проте в них у зв’язку з неминучими сезонними, добовими та погодними зменшеннями інтенсивності падаючої сонячної радіації пропорційно знижується частота обертання електродвигуна, що приводить в рух помпу, причому гідравлічна продуктивність останньої знижується вже в кубічній залежності її швидкості. Все це призводить як до звуження приблизно наполовину робочого діапазону інтенсивності сонячної радіації, так і до стрімкого зниження ККД помпи. З метою обґрунтування раціональних параметрів відцентрової помпи в цій статті остання розглянута як механо-гідравлічний перетворювач потужності. Для опису роботи такого перетворювача застосовано положення лінійної нерівноважної термодинаміки, причому нелінійні статичні характеристики «напір – витрата» лінеаризувалися в робочих точках помпи. Такий підхід дав змогу отримати універсальну характеристику перетворювача потужності – залежність енергетичної ефективності помпи, її ККД від відносного параметра режиму роботи. Оптимальна точка максимальної ефективності перетворювача залежить від безрозмірного ступеня спряження між його входом та виходом. Дослідження, проведені для реальної помпи, яка працює в реальній гідравлічній системі, показали, що зі зниженням частоти її обертання змінюються всі вказані параметри помпи: зменшується ступінь спряження, знижується ККД, а робоча точка поступово переміщується з лівої на праву ділянку спадаючих частин термодинамічної ефективності. Для оперативного обчислення вказаних безрозмірних параметрів та побудови відповідних безрозмірних характеристик перетворювача потужності розроблено програму в середовищі MathCad. З її використанням проведено низку досліджень щодо впливу основних параметрів гідравлічної системи на ККД помпи за різних частот її обертання. У результаті проведених досліджень показано, що для розширення робочого діапазону інтенсивності сонячної радіації та суттєвого підвищення енергетичної ефективності відцентрової помпи в автономних установках прямого привода доцільно застосовувати помпи з номінальною висотою підйому води, вищою ніж задана в конкретній гідравлічній системі.
Одним із перспективних способів використання сонячної енергії є автономні фотоелектричні сонячні установки для помпування води, які призначені для зрошення та міського/сільського водопостачання замість електричних під’єднаних до мережі або дизельних водопомпових систем. Найпростішими і найпоширенішими серед таких установок є системи прямого привода, які не потребують дорогих і ненадійних акумуляторних батарей. Проте в них у зв’язку з неминучими сезонними, добовими та погодними зменшеннями інтенсивності падаючої сонячної радіації пропорційно знижується частота обертання електродвигуна, що приводить в рух помпу, причому гідравлічна продуктивність останньої знижується вже в кубічній залежності її швидкості. Все це призводить як до звуження приблизно наполовину робочого діапазону інтенсивності сонячної радіації, так і до стрімкого зниження ККД помпи. З метою обґрунтування раціональних параметрів відцентрової помпи в цій статті остання розглянута як механо-гідравлічний перетворювач потужності. Для опису роботи такого перетворювача застосовано положення лінійної нерівноважної термодинаміки, причому нелінійні статичні характеристики «напір – витрата» лінеаризувалися в робочих точках помпи. Такий підхід дав змогу отримати універсальну характеристику перетворювача потужності – залежність енергетичної ефективності помпи, її ККД від відносного параметра режиму роботи. Оптимальна точка максимальної ефективності перетворювача залежить від безрозмірного ступеня спряження між його входом та виходом. Дослідження, проведені для реальної помпи, яка працює в реальній гідравлічній системі, показали, що зі зниженням частоти її обертання змінюються всі вказані параметри помпи: зменшується ступінь спряження, знижується ККД, а робоча точка поступово переміщується з лівої на праву ділянку спадаючих частин термодинамічної ефективності. Для оперативного обчислення вказаних безрозмірних параметрів та побудови відповідних безрозмірних характеристик перетворювача потужності розроблено програму в середовищі MathCad. З її використанням проведено низку досліджень щодо впливу основних параметрів гідравлічної системи на ККД помпи за різних частот її обертання. У результаті проведених досліджень показано, що для розширення робочого діапазону інтенсивності сонячної радіації та суттєвого підвищення енергетичної ефективності відцентрової помпи в автономних установках прямого привода доцільно застосовувати помпи з номінальною висотою підйому води, вищою ніж задана в конкретній гідравлічній системі.
The transition to alternative electrical energy solutions for drone propulsion systems presents several challenges, particularly in managing noise. This noise, compounded by that from the propellers, can produce spectra that are either unpleasant to humans or detrimental to mission objectives. This study explores potential solutions to mitigate noise produced by a micro turboshaft engine, focusing on the solutions’ impact on weight, power output, and acoustic level. We propose two modular, scalable designs—one for the intake and one for the exhaust—based on well-known applications in cold and hot flows. These designs aim to operate effectively across the audible frequency spectrum and incorporate various Helmholtz resonator geometries, including combinations of different lengths, perforated metal sheet parameters, and cavity-filling materials, to enhance bandwidth and noise reduction. Experimental results indicate that these designs can achieve tonal noise reductions of up to 40 dB. While the results are promising, further analysis is required to evaluate the practical applicability and comprehensive impact of these solutions on drone performance.
Suitable friction groups are provided for solving three typical hydraulic problems. While the friction group based on viscous forces is used for calculating the pressure drop or head loss in pipes and open channels, commonly referred to as the Type 1 problem in hydraulic engineering, additional friction groups with similar behaviors are introduced for calculating steady flow discharge as the Type 2 problem and, for estimating hydraulic diameter as the Type 3 problem. Contrary to the viscous friction group, the traditional Darcy–Weisbach friction factor demonstrates a negative correlation with the Reynolds number. This results in curves that slope downward from small to large Reynolds numbers on the well-known Moody chart. In contrast, the friction group used here, based on viscous forces, establishes a more appropriate relationship. In this case, the friction and Reynolds number are positively correlated, meaning that both increase or decrease simultaneously. Here, rearranged diagrams for all three mentioned problems show similar behaviors. This paper compares the Moody diagram with the diagram for the viscous force friction group. The turbulent parts of both diagrams are based on the Colebrook equation, with the newly reformulated version using the viscous force friction group. As the Colebrook equation is implicit with respect to friction, requiring an iterative solution, an explicit solution using the Lambert W-function for the reformulated version is offered. Examples are provided for both pipes and open channel flow.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
customersupport@researchsolutions.com
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Copyright © 2025 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.