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磁力悬浮式井下发电装置的优化设计
文献摘要：
为解决井下工具长期运行的供电问题,设计了一种小型磁力悬浮式井下发电装置,通过磁力悬浮结构实现叶轮单元的无接触扶正,避免了摩擦带来的启动和效率问题.考虑到结构参数与工作参数对装置发电能力的影响,采用正交设计试验法对该装置进行了组合优化设计,对不同组合参数的装置进行模拟仿真.研究结果表明:发电功率影响因素的重要程度依次为入口速度、扭转力矩、 叶片角度、 叶片数和叶片高度;在10 m3/d流量工况下,内径34 mm的磁力悬浮式井下发电装置的最优结构为叶轮叶片数16,叶片高3 mm,叶片角度45°;在10 m3/d流量工况下,随着扭转力矩的增大,发电功率呈现先增加后减小的变化趋势,最优扭转力矩为0.003 N·m;优化后的磁力悬浮式井下发电装置试验功率可达0.332 W,使用36 min可充满容量为1200 mAh的5 V锂电池,充电完成后可为工作电流不高于20 mA的用电工具持续供电60 min以上.研究结果可为解决井下工具供电问题提供参考.
文献关键词：
井下发电装置;磁悬浮式;优化设计;正交试验;数值模拟
中图分类号：
作者姓名：
张勇;高昀驰;裴金源;魏文浩;孔海群
作者机构：
东北石油大学机械科学与工程学院;黑龙江省石油石化多相介质处理及污染防治重点实验室
文献出处：
引用格式：
[1]张勇;高昀驰;裴金源;魏文浩;孔海群-.磁力悬浮式井下发电装置的优化设计)[J].石油机械,2022(06):72-77
A类：
井下发电装置
B类：
磁力,井下工具,长期运行,无接触,扶正,效率问题,工作参数,发电能力,正交设计试验,组合优化设计,不同组合,组合参数,模拟仿真,发电功率,重要程度,入口速度,扭转力矩,叶片角度,最优结构,叶轮叶片数,mAh,锂电池,磁悬浮式
AB值：
0.218998
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