Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии @technologies-sfu
Статьи журнала - Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии
Все статьи: 1471
Алгоритмы построения цифрового двойника установки распределенной генерации
Статья научная
В статье описана концепция построения цифрового двойника установки распределенной генерации (РГ), реализованной на основе неявнополюсного синхронного генератора. Представлена его структура в виде иерархической нечеткой модели, построенной с использованием экспериментальных данных.Для формирования нечетких моделей отдельных элементов и связей генератора предложены программно реализованные алгоритмы оптимизации функций принадлежности терм-множеств и числа правил базы знаний. Представлены результаты экспериментов по получению оптимизированной нейро-нечеткой модели регулирования скорости вращения ротора генератора. Сравнительный анализ осциллограмм выходного сигнала оптимизированной нечеткой модели показал достаточно высокую точность при использовании метода субтрактивной кластеризации для построения системы нечеткого логического вывода. Такой подход позволил значительно уменьшить количество терм-множеств и число правил нечеткой модели. Предложенные алгоритмы могут использоваться при проведении дальнейших исследований, направленных на промышленную реализацию цифровых двойников установок РГ, а также для решения задачи настройки автоматических регуляторов синхронных генераторов малой мощности.
Бесплатно
Альтернативные и переходные источники энергии для городского транспорта
Статья научная
В городских районах транспортный сектор служит одним из основных источников значительного потребления энергии и выбросов углерода. Хотя дизельное топливо и бензин по-прежнему основные источники энергии, используемые в городском транспорте, сейчас все больше внимания уделяется альтернативным и переходным источникам энергии, так как они являются возобновляемыми и оказывают меньшее отрицательное воздействие на окружающую среду. Однако успешному применению нетрадиционных источников энергии могут помешать различные технические, экономические и политические факторы. В данной статье рассмотрены последние работы, касающиеся альтернативных и переходных источников энергии, для того чтобы понять возможность применения данных источников в городском транспорте в настоящее время, а также возможность внедрения их в будущем.
Бесплатно
Статья научная
Изложены результаты исследований модифицирования физико-химических свойств промышленной сточной воды при обработке в кавитационном реакторе. Проведен анализ физико-химических изменений компонентного состава промышленного стока и определена эффективность снижения содержания ионов тяжелых металлов при различных режимах гидротермодинамического воздействия. Предложены способы математического моделирования определения оптимальной кавитационной обработки стока, выявлены преимущества модернизации очистного оборудования с включением узла СК-реакторов.
Бесплатно
Алюминотермическое получение титанового порошка
Статья научная
В статье приведен краткий обзор ныне существующих способов получения титановых порошков в России и предложена технология алюминотермического получения титанового порошка из оксида титана для аддитивных технологий. Основная фракция полученного порошка (менее 50 мкм) подвергалась водородному отжигу для укрепления сферы металлического порошка и довосстановления низших окислов титана, далее порошок подвергался ультразвуковой чистке в растворе глицерина и спирта для лучшего отделения образовавшегося корунда от сфер. По результатам электронно-микроскопического исследования показано, что полученные гранулы имеют сферическую форму, состоят преимущественно из титана и алюминия, из чего можно сделать вывод, что порошок является титано-алюминиевым сплавом. По результатам гранулометрического анализа сферы находятся в интервале от 17 до 69 мкм, что соответствует требованиям, предъявляемым к металлическим порошкам, используемым в аддитивных технологиях.
Бесплатно
Алюминотермическое получение титанового порошка
Статья научная
В статье приведен краткий обзор ныне существующих способов получения титановых порошков в России и предложена технология алюминотермического получения титанового порошка из оксида титана для аддитивных технологий. Основная фракция полученного порошка (менее 50 мкм) подвергалась водородному отжигу для укрепления сферы металлического порошка и довосстановления низших окислов титана, далее порошок подвергался ультразвуковой чистке в растворе глицерина и спирта для лучшего отделения образовавшегося корунда от сфер. По результатам электронно-микроскопического исследования показано, что полученные гранулы имеют сферическую форму, состоят преимущественно из титана и алюминия, из чего можно сделать вывод, что порошок является титано-алюминиевым сплавом. По результатам гранулометрического анализа сферы находятся в интервале от 17 до 69 мкм, что соответствует требованиям, предъявляемым к металлическим порошкам, используемым в аддитивных технологиях.
Бесплатно
Статья научная
В статье проводится анализ авиационных происшествий и авиационных инцидентов с государственными воздушными судами РФ из-за отказов бортового радиоэлектронного оборудования за период с 2000 по 2017 год и рассматриваются основные причины их возникновения.
Бесплатно
Статья научная
В этой статье приводится теоретический расчёт поведения колебательного контура при силовом резонансе с учётом влияния нелинейных элементов цепи. Наличие нелинейных элементов в цепи колебательного контура непосредственно влияет на частотные характеристики, тем самым пренебрегая их особенностями появляются частотные и амплитудные флуктуации. Для анализа влияния коэффициента нелинейности элементов на частотные характеристики была написана программа в пакете прикладных программ MATLAB.
Бесплатно
Анализ влияния параметров ЛЭП 110 кВ на вероятность их отказов
Статья научная
Рассматривая оборудование системы электроснабжения, необходимо отметить, что наиболее часто перерывы в электроснабжении случаются из-за повреждений линий электропередачи. Для сетевых компаний важно своевременно диагностировать неисправности и восстанавливать электроснабжение, чтобы минимизировать возникающие потери. Поэтому заблаговременное определение вероятности отключений электроэнергии на основе параметров самих линий может помочь электросетевым компаниям гораздо эффективнее модернизировать и строить новые, менее подверженные отказам электрические сети. Цель исследования - анализ влияния параметров линий электропередачи напряжением 110 кВ на вероятность их отказов. Настоящее исследование заключается в подготовке данных по отключениям ЛЭП 110 кВ путем группирования, удаления ненужной информации, создания синтетических параметров и их обработки путем заполнения пропущенных значений и удалений дубликатов. Затем производился разведочный анализ данных, включающий в себя анализ статистических характеристик рассматриваемых параметров, выявление выбросов и аномалий и корреляционный анализ. Исследование производилось на языке программирования Python в среде разработки Jupyter Notebook, задействованы библиотеки Pandas, NumPy, Matplotlib, Seaborn, Phik. Данные для анализа были подготовлены с помощью методов группировки и слияния, удалены наименее значимые параметры, параметр «срок эксплуатации ЛЭП» стандартизирован, синтезирован целевой признак - «Факт отключения на ЛЭП». Итоговым результатом стала таблица, содержащая 10 параметров, включая целевой признак, и 395 строк. В ходе анализа категориальных параметров были выявлены дисбаланс классов целевого признака, влияние типа провода и транзитности линии на отказ ЛЭП 110 кВ. Анализ распределения значений количественных переменных подтвердил, что снижение вероятности отключений наблюдается с улучшением технического состояния ЛЭП, уменьшением длины линий, количества опор и снижением срока эксплуатации ЛЭП. Корреляционный анализ позволил установить отсутствие сильной корреляции с целевой переменной и наличие мультиколлинеарности между всеми параметрами, отображающими протяжённость ЛЭП и количество ЖБ опор.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассмотрены темпы роста электротранспортных средств с учетом развития электрохимических накопителей энергии. Определены основные механизмы старения литиевых аккумуляторов в условиях неравномерной нагрузки и с учетом реверсивного характера процессов энергообмена с короткими режимами подзаряда аккумуляторов при рекуперативном торможении. Для оценки старения литиевого аккумулятора за основу принят ездовой цикл WLTC, в соответствии с которым формировалась нагрузка на блок накопителей электромобиля. В качестве исследуемого образца принят Nissan Leaf, оснащенный различными по энергоемкости блоками накопителей (БН). Получены для одной аккумуляторной ячейки токовые диаграммы, приведены минимальные, средние и максимальные токи, а также длительности режимов тяги, торможения и остановки в различных режимах управления электроподвижного состава. Сделано предположение о росте энергоемкости БН в будущем периоде и определено ее влияние на нагрузку аккумуляторной батареи (АБ). На основе проведенной обработки данных выявлены основные изменения в протекающих в энергоустановке процессах, связанные с увеличением энергоемкости БН.
Бесплатно
Анализ влияния режимов работы канатных пил на эффективность добычи блоков природного камня
Статья научная
Приведены зависимости основных показателей процесса резания (производительность, расход энергии и алмазного инструмента) от режима работы канатной пилы при различной высоте добычного уступа. Разработана методика выбора рационального режима управления канатной пилой, учитывающая установленные зависимости производительности отделения монолита от массива и эксплуатационные затраты на его отделение в зависимости от высоты уступа. Для возможности выбора рационального режима управления канатной пилой предложен комплексный технико-экономический показатель, характеризуемый затратами, отнесенными к интенсивности отделения объемов камня от массива.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье произведен качественный и количественный анализ возможности применения различных децентрализованных энергосистем в условиях Республики Татарстан. Произведен расчет себестоимости вырабатываемой электрической энергии для таких установок, как газопоршневой агрегат, твердооксидный топливный элемент, ветрогенератор, дизельный генератор и солнечные фотоэлектрические панели. Выявлены преимущества и недостатки рассматриваемых энергетических установок.
Бесплатно
Анализ гидродинамического воздействия на призабойную зону нефтеносного пласта
Статья научная
Статья посвящена решению актуальной задачи по повышению эффективности гидродинамического воздействия на призабойную зону пласта с целью увеличения притока нефти к скважине. Рассматривается процесс распространения гидравлического импульса в нефтяном коллекторе и условие, при котором воздействие гидравлических импульсов на призабойную зону пласта будет эффективным. При этом учитываются физические особенности нефтяного коллектора и технологические параметры работы гидродинамического пульсатора давления.
Бесплатно
Анализ гидродинамического воздействия на призабойную зону пласта
Статья научная
Статья посвящена решению актуальной задачи по повышению эффективности гидродинамического воздействия на призабойную зону пласта с целью увеличения притока нефти к скважине. Рассмотрены процесс распространения гидравлического импульса в нефтяном коллекторе и условие, при котором воздействие гидравлических импульсов на призабойную зону пласта будет эффективным. При этом учитываются физические особенности нефтяного коллектора и технологические параметры работы гидродинамического пульсатора давления.
Бесплатно
Статья научная
Приведены результаты численного исследования непрерывного совмещенного литья и прессования опытного алюминиевого сплава АК12 при различной производительности установки с горизонтальным карусельным кристаллизатором. Дана количественная оценка влияния темпа разогрева кристаллизатора на температурно-временные характеристики в период переходного теплового процесса. Определены теплотехнические зоны, характеризующиеся различной интенсивностью теплообмена между расплавом и стенками кристаллизатора. Показано, что увеличение производительности установки сокращает продолжительность переходного теплового процесса при пуске установки из холодного состояния до достижения ею стационарного теплового режима. Получена зависимость времени выхода установки на стационарный тепловой режим от скорости вращения колеса-кристаллизатора.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается проблемный вопрос исследования и обеспечения требуемого динамического напряженно-деформированного состояния волноводно-распределительных систем от воздействия вибрационных нагрузок на этапе вывода космических аппаратов связи на орбиту. Разработаны методы анализа динамического состояния применительно к любым конструктивным особенностям волноводно-распределительным систем космических аппаратов связи, реализованные в созданном программном обеспечении.
Бесплатно
Анализ и оценка риска условий труда машиниста паровых турбин
Статья научная
В статье проанализированы негативные факторы работы машиниста паровых турбин 5 разряда на примере Красноярской ТЭЦ. Отражены основные моменты, определяющие условия труда. По результатам специальной оценки выявлены классы (подклассы) условий труда машиниста паровых турбин. Сформулированы определения и порядок оценки профессионального риска с учетом травматизма в опасных зонах, на основании чего построено дерево событий наступления несчастных случаев. Предложен расчет оценки риска условий труда, где основным вредным фактором является воздействие шума на организм человека и вследствие этого потеря слуха.
Бесплатно
Анализ изгиба алюминиевой полосы с высоким очагом деформации с помощью компьютерного моделирования
Статья научная
Построена имитационная модель горячей прокатки, учитывающая влияние таких факторов, как различие в коэффициенте трения на верхнем и нижнем рабочих валках, различный угол входа заготовки в очаг деформации и степень деформации на изгиб полосы в вертикальной плоскости. Численный эксперимент проводили моделированием методом конечных элементов в программном комплексе DEFORM 2D. Определены закономерности влияния вышеперечисленных факторов на процесс прокатки. Показано, что величина наклона полосы влияет на асимметрию больше, чем разница в условиях трения на нижнем и верхнем валке. Кроме того, установлено, что величина изгиба может быть значительно снижена за счёт увеличения степени деформации. Это вызвано тем, что рост степени деформации ведет к снижению асимметрии по очагу прокатки.
Бесплатно
Анализ качества электроэнергии в городских распределительных сетях 0,4 кВ
Статья научная
В статье рассмотрены результаты анализа качества электроэнергии в сетях крупных офисных и коммерческих потребителей. Проведенные исследования показали, что в данных сетях наблюдаются значительные искажения формы кривых токов, вызванные ростом нелинейных нагрузок. Во многих случаях уровень искажений превышает пределы, определяемые международными стандартами. Рассмотрено негативное влияние высших гармоник на сети электроснабжения.
Бесплатно
Статья научная
Исследование и техническое решение посвящено конструкциям деформационных швов (ДШ) гребенчатого и модульно-гребенчатого типов, используемых в мостостроении, и направлено на обеспечение безопасности проезда велосипедного транспорта по ДШ, защиты от проникновения под ДШ снега, льда, мусора, гравия, щебня с проезжей части моста и повышение функциональности ДШ по восприятию поперечных смещений и поворотов в плане пролетных строений.
Бесплатно
Статья научная
В работе для анализа надежности тяговой подстанции предлагается вероятностный метод с использованием треугольных нечетких чисел. С этим подходом оценка надежности схемы подстанции может быть выполнена с учетом изменений значения показателей надежности электрооборудования, определенных на основе теории нечетких множеств.
Бесплатно
