Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии @technologies-sfu
Journal articles - Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии
All articles: 1579
Электропроводность электролитов-суспензий системы NaF-AlF3-CaF2-Al2O3
Scientific article
Установлена закономерность изменения электропроводности электролитов-суспензий системы Na3AlF6-AlF3-5 мас. % СаF2 - Al2O3 при изменении молярного криолитового отношения (КО=[NaF]/[AlF3]) от 1,2 до 2,0. На основе экспериментальных данных получено регрессионное уравнение, описывающее зависимость электропроводности исследуемых электролитов- суспензий от КО, содержания дисперсного глинозема и температуры (=f(КО, [Al2O3], T)): ln =3,53986 + 15,6·10-3·КО - 14,99·10-3·w(Al2O3) -3476,07/T, где - удельная электропроводность, См/см; КО - молярное криолитовое отношение; w(Al2O3) - содержание дисперсного Al2O3, об. %; T - температура, К.
Free
Scientific article
Методом импедансной спектроскопии исследованы электрофизические свойства композитного материала на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена с ограниченной массовой концентрацией 0,5 мас.% оксида меди CuO в диапазоне частот от 102 до 108 Гц. Предполагается, что введение в состав полимера малых концентраций наночастиц способствует более равномерному их осаждению на поверхностях полимерных гранул. Это позволяет в процессе тестирования таких образцов выявить наиболее вероятные механизмы их поляризации и протекания электрического тока в относительно однородном ансамбле наночастиц в полимерной матрице. Установлено, что внедряемые в полимерную матрицу наночастицы незначительно влияют на процессы электрической поляризации, но приводят к появлению частотно-зависимой проводимости в широком диапазоне частот. Этот процесс сопровождается существенным возрастанием диэлектрических потерь. Электрофизические характеристики полученных композитов обсуждаются с учётом переноса электрических зарядов (ионов или электронов) как по внутренней, так и по поверхностной структуре наночастиц CuO.
Free
Электрохромные оксидные материалы
Scientific article
В статье рассмотрены теоретические основы электрохромизма, принципиальная схема электрохромных устройств и материалы, которые могут быть использованы для их создания. Наибольшее внимание уделено оксидным материалам, таким как WO3, V2O5, TiO2, Cr3O8, NiO, MoO3. Показаны характеристики этих материалов и возможные методы их получения. Приведены экспериментальные данные по получению тонких пленок оксида никеля с применением растворного метода, позволяющего наносить покрытия без использования вакуума. Показано, что полученный и исследованный электрохромный материал меняет светопропускание при приложении напряжения и может циклировать процессы затемнения и обесцвечивания длительное время.
Free
Электрохромные оксидные материалы
Scientific article
В статье рассмотрены теоретические основы электрохромизма, принципиальная схема электрохромных устройств и материалы, которые могут быть использованы для их создания. Наибольшее внимание уделено оксидным материалам, таким как WO3, V2O5, TiO2, Cr3O8, NiO, MoO3. Показаны характеристики этих материалов и возможные методы их получения. Приведены экспериментальные данные по получению тонких пленок оксида никеля с применением растворного метода, позволяющего наносить покрытия без использования вакуума. Показано, что полученный и исследованный электрохромный материал меняет светопропускание при приложении напряжения и может циклировать процессы затемнения и обесцвечивания длительное время.
Free
Эмпирическая связь между расходом и другими характеристиками потока воды
Scientific article
Исследована эмпирическая взаимосвязь параметров течения, выяснены зоны реального и возможного затопления при прохождении максимальных расходов, что может быть основой для детального пространственного прогнозирования стока воды и экстраполяции его хода во времени на примере р. Боржавы.
Free
Энергетическая модель литий-ионной аккумуляторной батареи
Scientific article
Разработана энергетическая модель литий-ионной аккумуляторной батареи. Исследования моделей элементов автономных систем электропитания были выполнены с помощью MATLAB 7.9. Модель может использоваться при проектировании различных энергетических систем.
Free
Энергетические модели элементов автономных систем электропитания
Scientific article
Разработаны энергетические модели элементов автономных систем электропитания: солнечной батареи (СБ), экстремального регулятора мощности СБ, импульсного стабилизатора напряжения (ИСН), аккумуляторной батареи (АБ) и нагрузки. Методика моделирования и исследования энергетических процессов в этих элементах использует информационные системы поддержки автоматизированного проектирования OrCAD 9.2 и MATLAB.
Free
Энергетическое использование инвазионных растений на примере биомассы борщевика Сосновского
Scientific article
Проблема неконтролируемого распространения борщевика Сосновского является актуальной для многих субъектов Российской Федерации. На борьбу с данной проблемой расходуются значительные ресурсы. Использование борщевика в разных отраслях промышленности может открыть хорошие перспективы. Одним из возможных вариантов такого применения может стать энергетическое использование борщевика после предварительной подсушки в естественных условиях и измельчения в дробилке. Однако более эффективным направлением его энергетического использования является сжигание топливных гранул, изготовленных из его биомассы. Целью исследования является изучение теплотехнических свойств борщевика Сосновского, его элементного состава и состава золы, образующейся при его сгорании. Исследован элементный состав и теплотехнические характеристики биомассы борщевика Сосновского, а также его золы. В результате анализа элементного состава образцов установлено, что содержание оксидов щелочноземельных и щелочных металлов (СаО, Na2O, K2O), определяющих загрязняющие свойства золы, более чем в 3 раза превышает предельные значения. Низшая теплота сгорания на горючую массу 18,809 МДж/кг, зольность на сухую массу 7,7 %. Полученные результаты исследования показали, что теплотехнические характеристики растительной биомассы борщевика Сосновского позволяют рассматривать его как возможное энергетическое топливо, однако элементный состав золы, образующейся при его сгорании, позволяет прогнозировать высокие загрязняющие свойства очаговых остатков
Free
Энергетическое использование отходов конопляного производства
Scientific article
В процессе получения конопляного волокна образуется большое количество костры, являющейся с точки зрения текстильного производства отходом. Использование костры в разных отраслях промышленности может открыть хорошие перспективы. Одним из возможных вариантов такого применения может стать её энергетическое использование. Целью исследования является изучение теплотехнических свой ств костры конопли, её элементного состава и состава золы, образующейся при сгорании. В результате анализа установлено, что низшая теплота сгорания на горючую массу составляет 4470 ккал/кг, зольность на сухую массу – 2,34 %, что позволяет рассматривать костру конопли как возможное энергетическое топливо. Однако обнаружено высокое содержание кремния и калия в золе костры конопли, что свидетельствует о высоких загрязняющих свойствах очаговых остатков, образующихся при ее сгорании.
Free
Scientific article
Использование рекуперативного торможения позволяет получить значительное сокращение энергозатрат на осуществление процессов перевозок грузов и пассажиров; при этом снижается негативное воздействие на окружающую среду за счет уменьшения выбросов диоксида углерода. Однако режимы рекуперации характеризуются повышенным потреблением реактивной мощности электровозами, что приводит к ряду негативных эффектов: увеличивается несимметрия напряжений в сетях, питающих тяговые подстанции; возрастают потери активной мощности в линиях электропередачи и трансформаторах. Для количественной оценки положительных и отрицательных эффектов рекуперации разработаны цифровые модели системы тягового электроснабжения двухпутного участка железной дороги с тяговыми сетями 25 кВ и определены режимы их работы при движении поездов. Расчеты выполнялись с помощью программного комплекса Fazonord, версия 5.3.4.1-2024 для двух режимных ситуаций. В первой - рекуперативное торможение не использовалось, а во второй - осуществлялось. Анализировались следующие показатели: активное и реактивное электропотребление; напряжения на пантографах электровозов; несимметрия на шинах 220 кВ тяговых подстанций (ТП); потери активной мощности на головном участке питающей ЛЭП и трансформаторах ТП. Полученные результаты позволили сделать следующие выводы: в режимах с рекуперацией суммарные расходы активной энергии на движение поездов снижаются на 24…27 %, реактивное электропотребление увеличивается в 1,6 раза; средние величины напряжений на токоприемниках электровозов уменьшаются на 4,4 %. Кроме того, наблюдается ухудшение качества электроэнергии по несимметрии и рост потерь активной мощности в трансформаторах и ЛЭП. Предложенная методика является универсальной и может использоваться для анализа режимов систем электроснабжения различной структуры и конструктивного исполнения.
Free
Энергоэффективные индукторы магнитогидродинамических устройств металлургического назначения
Scientific article
В данной статье представлены результаты теоретического исследования односторонних линейных индукционных машин с жидкометаллическим рабочим телом, используемых в металлургии для электромагнитного перекачивания, дозирования и перемешивания расплавов через большой немагнитный зазор. Представлены существующие технические решения, описаны особенности, достоинства, недостатки и предложен путь оптимизации оборудования за счет использования новых типов обмотки. Для решения этой задачи предложена аналитическая модель, основанная на применении рядов Фурье с комплексными коэффициентами. Модель позволяет учесть различные варианты исполнения обмотки индуктора, включающего компенсирующие элементы. На основе модели выполнен сравнительный анализ энергетической эффективности и массогабаритных показателей через обмоточный коэффициент, определённый по первой гармонике.
Free
Scientific article
В статье представлена новая стратегия переработки лигниноцеллюлозного сырья - соломы зерновых культур, связанная с организацией биотехнологического производства, использующего углеводы для производства биоэтанола, а также побочного производства, получающего из лигнифицированных отходов высококалорийное твердое топливо. Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований по сжиганию высоколигнифицированного дисперсного топлива. Предложены новые технологические решения по созданию высокоэффективных и экологически безопасных энергетических установок средней мощности, осуществляющих как энергообеспечение биотехнологического предприятия по переработке углеводов в биоэтанол, так и в случае излишков энергии - энергообеспечение сопутствующих потребителей.
Free
Scientific article
Предложен алгоритм обнаружения оптическим приемником полезного сигнала, представляющего собой нестационарное, возрастающее на некотором интервале излучение в пуассоновских шумах, имеющих стационарный характер. Оценена эффективность алгоритма с учетом реализации процесса взвешенного суммирования принимаемого входного сигнала, представляющего аддитивную смесь полезного и шумового излучений в режиме накопления. Получены аналитические выражения с оценкой основных характеристик (среднего и дисперсии) суммированных неравномерных взвешенных отсчетов с выхода сумматора и функции распределения предпорогового воздействия для различных гипотез. Для рассматриваемого случая оценены условные вероятности правильного обнаружения ложной тревоги
Free
Эффективность непараметрических классификаторов в условиях лимитированной обучающей выборки
Scientific article
В работе представлен сравнительный анализ эффективности применения метода опорных векторов и искусственных нейронных сетей для классификации космических снимков среднего пространственного разрешения на примере области высокой степени гетерогенности и лимитированной обучающей выборки. В качестве исходных данных для формирования тестовых наборов использовались результаты полевых исследований. Нейросетевой подход показал незначительно лучший результат по точности классификации (89,9 против 86,2 % метода опорных векторов), но при этом оказался более требовательным относительно временных ресурсов.
Free
Эффективность обнаружения малозаметных объектов мультисенсорными системами разведки
Scientific article
На основе теории свидетельств Демпстера-Шефера разработана методика и выполнен анализ эффективности обнаружения объектов со сниженной заметностью мультисенсорными системами разведки. Установлены зависимости вероятности правильного обнаружения объектов от числа сенсоров в системе разведки, их эффективности и отношения сигнал/шум на выходе оптимального обнаружителя каждого сенсора.
Free
Эффективность подавления структурных помех в широкополосной радионавигационной системе
Scientific article
Приведены результаты разработки и моделирования компенсатора структурных помех для приемников широкополосной радионавигационной системы «Спрут». Имитационное моделирование компенсатора и корреляционного приемника, выполненное в среде Matlab- Simulink, свидетельствует, что предложенный адаптивный компенсатор обеспечивает высокую точность формирования копии структурной помехи. Предложенный адаптивный компенсатор структурной помехи позволяет повысить помехоустойчивость приемника шумоподобных сигналов с минимальной частотной манипуляцией: допустимый уровень структурной помехи с использованием адаптивного компенсатора составляет более 80 дБ.
Free
Эффективные способы измельчения структуры алюминиевых сплавов
Scientific article
Представлены экспериментальные результаты по созданию мелкокристаллических алюминиевых сплавов с разным масштабом структурных составляющих, от десятков микрон до десятков нанометров, путём различных внешних воздействий в жидком и твёрдом состояниях. Установлено, что комплексная обработка расплава, включающая его нагрев до температуры, соответствующей точке гистерезиса на политерме вязкости, и быстрая закалка со скоростью не менее 1000 К/с приводят к получению мелкокристаллической структуры в литых сплавах с переходными металлами. Предложены новые лигатурные сплавы, обладающие высокой легирующей и модифицирующей способностью за счёт формирования в их структуре дисперсных метастабильных алюминидов циркония или титана, а также наночастиц карбида титана. Исследованы закономерности формирования субмикрокристаллических сплавов новым методом высокоскоростной пластической деформации - динамическим канально-угловым прессованием и наноструктурных сплавов методом кручения в наковальнях Бриджмена.
Free
Ювелирные камни-самоцветы Присеванского офиолитового пояса
Scientific article
Породы офиолитовой ассоциации Армении вмещают самые различные типы минералов самоцветов, которые разделяются на ювелирные, поделочные и декоративно-поделочные. Среди ювелирных особенно важны алмаз, хромдиопсид и гранаты, которые описаны в статье.
Free
Яркий ученый, педагог и организатор. К 75-летию профессора, доктора технических наук В.С. Биронта
Scientific article
В мемориальной статье, посвященной 75-летнему юбилею профессора, доктора технических наук В.С. Биронта (1937-2011), представлены основные направления научной работы выдающегося металловеда Сибири, его яркой педагогической и организаторской деятельности.
Free
