Статьи журнала - Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии

Анализ сезонной динамики растительного покрова на основе данных дистанционного зондирования Земли

Федотова Е.В., Жолудев А.А., Изосимов В.Г., Шпирук Ю.Д., Маглинец Ю.А., Цибульский Г.М.

Статья научная

РассмотренывопросыиспользованияданныхдистанционногозондированияЗемлиизкосмосадля изучения динамики растительного покрова. Предложены методы обработки данных среднего и высокого пространственного разрешения для картирования земель сельскохозяйственного назначения и лесных насаждений. Представлены результаты применения методов для сельскохозяйственных и лесных территорий Сибири.

Бесплатно

Анализ состояния и динамики износа бортовой футеровки в катодах алюминиевых электролизеров

Прошкин А.В., Пингин В.В., Поляков П.В., Калиновская Т.Г., Погодаев А.М., Исаева Л.А.

Статья научная

Для повышения срока службы бортовой футеровки электролизеров производства первичного алюминия, работающих на силе тока 300 кА, проведено исследование процессов разрушения SiC-блоков различных производителей. На основе результатов сухих выбоек электролизеров, рентгеноспектрального и фазового анализа выявлено, что в процессе работы между SiC-блоками и кожухами электролизеров образуются дефекты в виде зазоров и слоев окалины, которые препятствуют теплопередаче и сокращают срок службы электролизеров. Проведена оценка динамики максимального износа бортовых блоков различных производителей. Показано, что из-за конструктивного защемления фланцевым листом температурные деформации кожуха вызывают изгиб карбидокремниевых блоков и их повреждение на уровне расположения зеркала расплава электролита.

Бесплатно

Анализ теоретических и экспериментальных результатов по влиянию давления нагнетания в насосной секции на рабочие процессы и характеристики поршневой гибридной энергетической машины с щелевым уплотнением ступенчатого вида

Щерба В.Е., Шалай В.В., Григорьев А.В., Баженов А.М., Кондюрин А.Ю.

Статья научная

В работе приведены результаты экспериментальных и теоретических исследований поршневой гибридной энергетической машины с щелевым уплотнением ступенчатого вида. Представлена математическая модель рабочих процессов, протекающих в насосной секции машины. Проведен анализ влияния давления нагнетания в насосной секции на характеристики поршневой гибридной энергетической машины с щелевым уплотнением ступенчатого вида, который позволил доказать эффективность использования в ПГЭМ ступенчатого щелевого уплотнения в сравнении с гладким уплотнением, а также определить оптимальную работу ПГЭМ при давлении нагнетания насосной секции в интервале 3-4 бар.

Бесплатно

Анализ тепловых процессов в жидкопоршневом двигателе Стирлинга

Финников К.А.

Статья научная

Анализируются следующие особенности жидкопоршневых двигателей Стирлинга: возможность подвода тепла к рабочему газу путем капельной инжекции жидкого теплоносителя и более широкие, по сравнению с традиционными двигателями Стирлинга, возможности варьирования последовательности термодинамических процессов в рабочем газе. Сопоставление параметров эффективности традиционной и жидкопоршневой схемы проводится на основе результатов моделирования аэродинамики и теплообмена в рабочих объемах двигателя Стирлинга и регенеративном теплообменнике. Для жидкопоршневой схемы определена оптимальная временная зависимость рабочих объемов от времени. Показано, что подвод тепла к рабочему газу путем инжекции жидкого теплоносителя позволяет существенно повысить термодинамическую эффективность двигателя. На основании проведенных оценок можно сделать вывод о возможности создания эффективной и конкурентоспособной энергоустановки на основе жидкопоршневого двигателя Стирлинга.

Бесплатно

Анализ технологии озонирования в рамках подготовки воды питьевого качества

Филимонова А.А., Власова А.Ю., Чичирова Н.Д., Камалиева Р.Ф.

Статья научная

Очистка природной воды поверхностного водоисточника осложняется антропогенными факторами среды. Промышленная, бытовая, сельскохозяйственная деятельности человека негативно сказываются на качестве природной воды, так как увеличивается доля химических и органических соединений, которые существенно снижают эффективность очистки. Данная работа посвящена вопросам улучшения показателей качества очистки природной воды до питьевых требований. Экспериментальная часть проводилась на станции очистки воды, расположенной на берегу реки Оки. В основе экспериментальных исследований лежит поэтапная работа анализа действующей озонаторной установки с определением выходной концентрации озона в озоно-воздушной смеси, а также апробирование на лабораторной озонаторной установке первичного и вторичного озонирования. В рамках эксперимента определялись ключевые показатели качества воды для возможности интерпретирования влияния озонирования на различные типы вод с отличными дозировками. Наосновании полученных результатов сделаны выводы повозможности применения первичного озонирования для исследуемой воды, определена оптимальная дозировка. Учитывая специфику обработки озоном природной речной воды, описаны рекомендации по снижению концентрации побочных продуктов процесса озонирования. Также в рамках эксперимента определено влияние вторичного озонирования на органолептические характеристики очищенной воды.

Бесплатно

Анализ установившихся режимов в электрических цепях с коммутируемыми элементами

Довгун В.П., Боярская Н.П., Барыбин П.А., Темербаев С.А.

Статья научная

Рассмотрен метод анализа установившихся режимов в электрических цепях с периодически коммутируемыми элементами, основанный на представлении переменных цепи в виде ряда Фурье. Метод может быть использован как для аналитических, так и для численных расчетов. Точность результатов анализа можно контролировать, варьируя число гармоник, учитываемых при анализе. Предложен алгоритм автоматического формирования уравнений цепи в смешанном координатном базисе напряжений узлов и токов коммутируемых элементов. Приведены примеры расчета, иллюстрирующие предлагаемый метод.

Бесплатно

Анализ формирования структурных зон в стружковом материале из сплава AD31, полученного обработкой давлением

Ковалева А.А., Аникина В.И., Загиров Н.Н.

Статья научная

В статье представлена схема переработки стружки из сплава АД31 методом совмещенной прокатки - прессования с последующим волочением пресс-изделий до размеров проволоки. Исследовано формирование структуры материала по длине пресс-изделий.

Бесплатно

Анализ энергосиловых параметров экструдирования меди на установке "Конформ" с форкамерой

Горохов Ю.В., Беляев С.В., Губанов И.Ю., Усков И.В., Иванов А.Г.

Статья научная

Объектом расчета послужил реальный технологический процесс непрерывного экструдирования медных профилей на установке «Конформ», оснащенной комплектом прессового инструмента с форкамерой на заводе по обработке цветных металлов в городе Каменск-Уральский. Для расчета длины разъемного контейнера, которая должна обеспечить на его подвижной поверхности силу трения, достаточную для экструдирования металла из форкамеры в очко матрицы, крутящего момента на приводном колесе и мощности электродвигателя, использована методика, основанная на определении полного усилия прессования, которая была предложена И.Л. Перлиным. Полученные уравнения отличаются простотой и удобством использования при техническом и технологическом проектировании процесса экструдирования металла способом «Конформ» с применением форкамер.

Бесплатно

Анализ эффективности применения нечеткого регулирования уровня напряжения в распределительных сетях

Пантелеев В.И., Петухов Р.А., Сизганова Е.Ю.

Статья научная

В статье предложена система регулирования напряжения в распределительных сетях на основе нечеткой логики. Нечеткий алгоритм регулятора управляет работой РПН силового трансформатора и отвечает за подключение или отключение батарей статических конденсаторов в зависимости от уровня напряжения у потребителя.

Бесплатно

Аналитическая оценка функционирования распределительных электрических сетей ПАО «Россети Волга» - «Оренбургэнерго»

Наумов И. В., Полковская М. Н.

Статья научная

Произведен анализ транспортировки электрической энергии по электрическим сетям филиала ПАО «Россети Волга» - «Оренбургэнерго» за период 2018-2023 гг. В статье приводится структурная характеристика компании, а также рассматриваются особенности основных элементов исследуемых электрических сетей. Дана оценка баланса по передаче электрической энергии в сети и из сетей компании. На основе опубликованной в открытой печати информации по уровню аварийности в электрических сетях компании оценено количество аварийных ситуаций, возникших за исследуемый период, а также величина недоотпуска электрической энергии, обусловленного этими перерывами. На основе данных за 2023 г. проанализированы основные причины повреждаемости элементов электрических сетей и произведена классификация отказов, рассмотрены их основные характеристики за этот период. Установлено, что основной группой причин, приводящих к аварийным отключениям, являются случайные события, обусловленные ветровой нагрузкой и атмосферными перенапряжениями. На основе использования статистических методов прогнозирования получены трендовые модели и уравнения авторегрессии, установлены превентивные значения количества аварийных отключений до 2026 г. Рассмотрено влияние сезонной составляющей на количество аварийных ситуаций за исследуемый период. При выполнении исследования использованы общенаучные методы, численные методы и методы регрессионного анализа. Для визуализации полученных результатов анализа использовались технологии графического редактора MATLAB. Полученные результаты могут представлять интерес для руководителей электросетевых компаний, а также научных работников и инженеров, занимающихся исследованиями в области надежности электроснабжения.

Бесплатно

Аналитические методы исследования алюминиевой электролизной ячейки

Coмов В.В., Немчинова Н.В., Корепина Н.А.

Статья научная

При отключении ванны на капитальный ремонт образуются отходы - отработанная футеровка электролизера (ОФЭ), состоящая из угольной и огнеупорной частей. Большая часть ОФЭ, содержащая много ценных компонентов, часто не используется из-за трудностей, связанных с их извлечением, и вывозится на полигон промышленных отходов. Статья посвящена описанию эффективных аналитических методов, применяемых для анализа химического состава ОФЭ с получением данных о качественном составе и (или) количественном соотношении составляющих исследуемой части футеровки, включая сведения о локальном распределении и строении веществ. Полученная в ходе исследований информация о примесном составе образцов ОФЭ необходима и важна для прогнозирования срока службы электролизера и разработки дальнейшей технологии утилизации или переработки данного вида отходов. В статье приведены результаты различных методов исследований: рентгеноструктурного (рентгенофазового), приближенно-количественного рентгенофлуоресцентного, термогравиметрического анализов, электронной микроскопии, которые в совокупности дают более полную информацию об объекте исследований.

Бесплатно

Аналитический расчет дифференциальных и интегральных электромагнитных характеристик МГД-перемешивателя

Тимофеев В.Н., Хацаюк М.Ю.

Статья научная

В данной статье аналитическим методом проведен анализ электромагнитного поля в системе «индуктор - ванна с расплавом (жидкий металл)» при различных обмоточных характеристиках индуктора. Определены интегральные и дифференциальные характеристики системы для наиболее распространенных обмоток индукторов МГД-перемешивателя и проведено их сравнение. Представлена основа для анализа гармонического состава поля на поверхности расплава для различных типов индукторов. Также проведена сравнительная оценка влияния продольного краевого эффекта на показатели системы.

Бесплатно

Аналитическое моделирование геомеханических процессов в при контурном массиве горных выработок

Демин В.Ф., Немова Н.А., Демина Т.В.

Статья научная

Разработка прогрессивной технологии проведения выработок на основе определения напряженно-деформированного состояния (НДС) массива и его влияния на параметры крепления и последующего поддержания является важной научно-технической задачей горного производства. В процессе исследований определялось НДС вокруг горной выработки: кровли, почвы и боков; cкорость деформации, зона расслоений (трещинообразования); напряжения (сжатия, растяжения, касательные), смещения от срока службы (в динамике). Рассматривались относительно благоприятные, средние и сложные условия эксплуатации горных выработок, влияние горно-геологических и горно-технических факторов на образование зон неупругих деформаций во вмещающих породах вокруг выемочных выработок. Проводились исследования устойчивости контуров подготовительных выработок с учетом их напряженно-деформированного состояния в зависимости от горно-геологических факторов; напряженно-деформированного состояния выемочных выработок в зависимости от влияния технологических факторов с использованием метода конечных элементов. Были определены границы области неупругих деформаций методом последовательных нагружений.

Бесплатно

Анодное перенапряжение в криолитоглиноземных расплавах

Васюнина Н.В., Васюнина И.П., Михалев Ю.Г.

Статья научная

Изучено влияние добавок фторидов алюминия, калия и лития в промышленный состав электролита (криолитовое отношение, равное 2,2 с 4 % мас. фторида кальция) на анодное перенапряжение при поддержании постоянным перегрева электролита относительно температуры ликвидуса 15 °С. Исследования проводились коммутаторным методом (методом прерывания тока). Для исследуемых составов электролитов получены поляризационные зависимости, описываемые уравнением Тафеля. Предложен механизм влияния состава электролита на анодное перенапряжение. Получено, что закисление электролита с криолитового отношения 2,2 до 2,1 существенно снижает анодное перенапряжение, введение фторида лития приводит к его увеличению в промышленном диапазоне плотностей тока. Добавление в расплав фторида калия значительно снижает анодное перенапряжение.

Бесплатно

Аномалии температуры атмосферы в периоды сейсмической активности

Свердлик Л.Г., Имашев С.А.

Статья научная

Представлены результаты, полученные с использованием разработанной методики диагностирования аномалий температуры и основанные на ретроспективном анализе процессов трансформации профилей температуры в зоне раздела тропосферы и стратосферы над эпицентрами землетрясений энергетического класса K>13.0, произошедших в Северном и Центральном Тянь-Шане с 2003 по 2015 г. Аномальные возмущения температуры наблюдались примерно в 70 % случаев за 1-5 дней до основного сейсмического события.

Бесплатно

Аппаратная реализация прибора для измерения геометрических параметров бандажей колесных пар

Буйносов А.П., Тихонов В.А.

Статья научная

В статье представлен разработанный прибор для измерения геометрических параметров бандажей колесных пар без выкатки из-под локомотива непосредственно на подвижном составе. Даны рекомендации по аппаратной реализации и конструированию, обеспечению работы прибора с гарантированной точностью измерений.

Бесплатно

Аппаратная реализация системы передачи электромагнитных сигналов через горную породу

Кохонькова Е. А.

Статья научная

В статье рассматривается структура системы для передачи и приема команд диспетчера персоналу шахт по беспроводному электромагнитному каналу через горные породы на глубину до 1000 м в частотном диапазоне 0,3-30 кГц. Рассмотрены методы модуляции и кодирования информации в канале с учетом промышленных помех.

Бесплатно

Аппаратно-программный комплекс на базе рекордера МКМ-11

Солдатов А.В., Черепанов В.В., Алдонин Г.М.

Статья научная

В работе описан аппаратно-программный комплекс дистанционного мониторинга (АПК ДМ), разработанный на основе рекордера холтеровского типа МКМ-11, предназначенный для индивидуального мониторинга функционального состояния организма (ФСО) в клинической практике, амбулаторных, бытовых и производственных условиях и в спортивной медицине. Особым качеством АПК ДМ на базе МКМ-11 является то, что он обеспечивает структурный анализ биопроцессов и биосигналов на основе положений теории самоорганизации методами нелинейных динамических моделей.

Бесплатно

Аппаратное и программное обеспечение наземных испытаний узлов и механизмов космических аппаратов

Иванов В.И., Швец Д.А., Леканов А.В., Баранов В.В.

Статья научная

Рассмотрены варианты автоматизированных систем испытаний элементов и узлов космических аппаратов на примере создания контрольно-проверочной аппаратуры для проведения ресурсных испытаний устройств поворота батареи солнечной.

Бесплатно

Апробирование гибридной технологии с использованием порошкообразного сорбента для получения воды питьевого качества в периоды ухудшения показателей водоисточника

Филимонова А.А., Власова А.Ю., Чичирова Н.Д., Камалиева Р.Ф.

Статья научная

На сегодняшний день очистка природной воды до питьевого уровня является довольно сложной задачей. Постоянное ухудшение качества воды в поверхностном водоисточнике связано как со сбросами техногенного характера, так и с недостаточной степенью очистки сточных вод как коммунального назначения, так и промышленного. Не всегда имеющиеся технологии на станции очистки способны эффективно работать в паводковые периоды, периоды «цветения» воды, а также справляться с кратковременными сбросами. Недостаточная степень очистки влияет как на органолептические показатели воды, так и на эксплуатационные характеристики применяемого оборудования. В статье представлен обзор технологий, которые применяются для улучшения показателей качества питьевой воды. При выборе технологии учитывается эффективность очистки, капитальные затраты на внедрение технологии, а также сроки монтажа. На основании данных критериев был выбран метод «углевания» и апробирован на разработанной и спроектированной лабораторной макетной установке. На основании полученных лабораторных результатов данный метод был апробирован на станции очистки воды. В работе представлены результаты опытно-промышленных испытаний и подробно описано влияние метода «углевания» на основные показатели качества воды в критичные моменты очистки.

Бесплатно