Гидродинамические аспекты высоковольтного инфильтрационного наногенератора

Гросу Ф.П., Болога М.К., Кожевников И.В.

Abstract

УДК 532.54:541.13

Рассмотрены гидродинамические аспекты функционирования высоковольтного инфильтрационного наногенератора c использованием потенциальной энергии жидкости, поступающей в фильтр Шотта. Посредством образования двойного электрического слоя указанная энергия переходит в электрическую благодаря эффекту трибоэлектризации при инфильтрации диэлектрической жидкости через пористую структуру. Для решения возникших задач на участке инфильтрации в уравнения гидродинамического потока введены два локальных эффективных параметра: механической плотности и динамической вязкости, выведены рабочие уравнения движения жидкости и найдены их решения для скорости и расхода, определяющих электрические характеристики наногенератора: электрический заряд и потенциал, а также физические соотношения между ними посредством объемного расхода жидкости.

Ключевые слова: наногенератор, фильтр Шотта, инфильтрация, скорость и расход жидкости, пористая структура, трибоэлектризация, электрический заряд, электрический потенциал, эффективные плотность и вязкость.

The hydrodynamic aspects of functioning of a high-voltage infiltration nanogenerator employing the potential energy of a liquid entering a glass filter are discussed. This energy transforms into the electric energy due to the formation of a double electric layer owing to the triboeleсtrization effect during infiltration of the dielectric liquid through the porous structure. To solve the emerged problems, in the equations of a hydrodynamic flow along the infiltration path two local effective parameters were introduced: a mechanic density and dynamic viscosity. The working equations for the motion of the liquid were derived; their solutions for the velocity and the flow rate determining the electric characteristics of a nano-generator, the electric charge and potential as well as their physical relationships were obtained.

Keywords: nanogenerator, glass filter, infiltration, liquid velocity and flow rate, porous structure, triboelectrization, electric charge, electric potential, effective density and viscosity.

Download full-text PDF. 382 downloads

Menu

Vol. 57 (2021), Issue 3, p. 62-71

Гидродинамические аспекты высоковольтного инфильтрационного наногенератора

Abstract