Сайт бібліотеки  >  Електронний каталог  >  Опис документа

Опис документа

Vasetsky Yu. M.
irial theorem limitations for the toroidal magnetic energy storage caused by the location of support structure elements and their mechanical properties

Вид документа:  Складова частина документа 
Мова:  Англійська  Обсяг:  P. 3-16 

Аннотацiя:

Based on the virial theorem, the influence of the following factors to characteristics of mechanical support systems of toroidal magnetic energy storage is considered: the configuration of the coils, the support system elements location under compressive forces, the mechanical properties of the material, the distribution of the cross-sectional areas of the support rings and the corresponding distribution of radial forces. It is established that the volume of structure requirement depends only on the radii from which the coils transmit forces to the support rings. The found general relation, in contrast to the existing ones, establishes a relationship between all the parameters that determine the volume of the support structures. The characteristics of support systems are analyzed both for identical mechanical stresses and for identical mechanical properties of all support elements. The characteristics for specific examples of toroidal systems with circular coils are found. It is shown that systems with support elements in compression located on the side of the vertical axis of the torus have a significantly smaller volume of structure compared to other locations. The influence of the relative radial size of the torus cross-section and the distribution of the cross-sectional areas of the support rings on the structure requirement is analyzed. The relationship between dimensionless characteristics that determine the volume of elements subjected to mechanical stresses of compression and tension is noted. На основі теореми віріала розглядається вплив на характеристик механічних опорних систем тороїдальних індуктивних накопичувачів енергії наступних факторів: конфігурації котушок тороїдального магнітного поля, розташування елементів опорної системи, що сприймають зусилля стиску, механічних властивостей конструкційного матеріалу, розподілу площ перерізу опорних кілець і відповідний розподіл радіальних електродинамічних сил. Встановлено, що об’єм конструкційного матеріалу залежить тільки від тих радіусів, з яких котушки передають зусилля на опорні кільця. Знайдено загальне співвідношення, яке, на відміну від існуючих, встановлює зв’язок між всіма параметрами, що впливають на об’єм матеріалу опорних конструкцій. Проаналізовано характеристики опорних систем для випадків однакових механічних напруг та однакових механічних властивостей матеріалу конструкцій. Знайдено характеристики для конкретних прикладів тороїдальних систем з круглими котушками. Показано, що системи з опорними елементами, розташованими на тороїдальній поверхні зі сторони вертикальної осі тора, мають значно менший об’єм конструкційного матеріалу порівняно з іншим розташуванням. Досліджено вплив на об’єм матеріалу відносного радіального розміру перетину тору та розподілу площ перетину опорних кілець вздовж периметру котушок. Відзначено зв’язок між безрозмірними характеристиками, що визначають кількість матеріалу елементів, що зазнають механічні напруги стиску і розтягнення.

Є складовою частиною документа Технічна електродинаміка [Текст] : наук.-прикл. журн. № 1, січ.-лют. / НАН України, Від-ня фіз.-техн. пробл. енерг. — К. : Ін-т електродин. НАН України, 2022.