Гидродинамические аспекты высоковольтного инфильтрационного наногенератора

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

Аннотация

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.

Скачать полнотекстовый PDF. 382 скачиваний

Menu

Том 57 (2021), Номер 3, стр. 62-71

Гидродинамические аспекты высоковольтного инфильтрационного наногенератора

Аннотация