Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии @technologies-sfu
Статьи журнала - Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии
Все статьи: 1471
Статья научная
Исследована кинетика выщелачивания свинца в растворах гидроксида и хлорида натрия при изменении их концентраций в интервале температур 20-80 °С. Рассчитана кажущаяся энергия активации данных процессов и определена область протекания реакций. В ходе исследований выявлены промежуточные соединения свинца, образующиеся в процессе выщелачивания сульфата.
Бесплатно
Статья научная
Исследована прочность корундовой керамики на основе порошковых систем, получаемых методом термического разложения гидроксида алюминия и методом термического разложения водного раствора азотнокислой соли алюминия в плазме высокочастотного разряда. Показано, что при содержании 60 % плазмохимического порошка Al2O3 в смеси наблюдается резкое изменение прочностных характеристик, которые тем больше, чем меньше пористость, при этом пористости 55 % соответствует порог перколяции. Аппроксимация зависимости прочности от среднего размера пор на беспористое состояние показывает возможность получения керамики с почти теоретической прочностью. Обнаружена корреляция между микронапряжениями в кристаллитах и макропрочностью в спечённой керамике: при минимуме микронапряжений прочность соответствует 500 МПа, а микронапряжения 2,5 МПа соответствуют полностью макроразупрочненному материалу.
Бесплатно
Статья научная
В данной работе представлены результаты исследований физико-химических и фотоэлектрохимических свойств наногетероструктур WS2-SnO2, полученных методом электроискровой эрозии. Данные рентгенофазового анализа показали наличие в конечных продуктах синтеза фаз гексагонального WS2 (JCPDS-ICDD 87-2417) и орторомбического SnO2 (JCPDS-ICDD 78-1063), что хорошо согласуется с результатами исследования дифракции электронов в выбранной области. С помощью просвечивающей электронной микроскопии и энергодисперсионной спектроскопии было установлено, что полученные материалы представляют собой наночастицы WS2 с размерами 40-60 нм, адгезировавшие к поверхности наночастиц SnO2 с размерами 10-20 нм.
Бесплатно
Статья научная
В статье изложены результаты экспериментальных исследований антенны земной станции спутниковой связи, представляющей собой двухзеркальную конструкцию схемы Кассегрена с параболическим рефлектором, диаметром 1,2 м, выполненных с помощью сферического сканера методом спирального сканирования. Построены диаграммы направленности антенны, проведен анализ причин отклонения измеренных характеристик направленности от рассчитанных.
Бесплатно
Исследование напряжения течения при сверхпластической деформации Co-Ni-Nb-сплава
Статья научная
В статье описана методика для оценки истинных напряжений течения экспериментальным методом при сверхпластической деформации. Проведены исследования изменения истинных напряжений при сверхпластической деформации в оптимальном режиме дисперсионно твердеющего сплава на кобальт-никель-ниобиевой основе. Исследована микроструктура сплава в зависимости от степени сверхпластической деформации.
Бесплатно
Исследование напряженно-деформированного состояния подкрановых балок в штатных режимах эксплуатации
Статья научная
Представлены результаты конечно-элементного исследования напряженно деформированного состояния подкрановых балок в штатных режимах эксплуатации при отсутствии усталостных трещин, дефектов и повреждений. По результатам проведенных расчетов получены данные распределения интенсивности напряжений и компонент тензора напряжений, возникающих в верхней зоне стенки подкрановой балки по ее длине при различных величинах эксцентриситета нагружения, обусловленного смещением рельса от вертикальной оси сечения балки. Установлены закономерности напряженно деформированного состояния стенки балки от ряда факторов.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассматривается метод трех экспозиций для раздельного получения главных напряжений методом голографической фотоупругости с использованием двух объемных моделей рельса с вклейками из различных оптически активных материалов. Приведен сравнительный анализ экспериментальных данных с аналитическим решением задачи для железнодорожного рельса, который показал хорошую сходимость результатов.
Бесплатно
Исследование обратного канала передачи информации "заряд-устье скважины" при буровзрывных работах
Статья научная
В статье описан метод организации беспроводного канала связи между устройством активации заряда, расположенного в грунтовой скважине на глубине до 25 м, и сейсмостанцией на поверхности. Канал из скважины на поверхность грунта позволит передавать служебные данные и команды отклика на сигнал активации на приемный тракт сейсмостанции для исключения утерянных зарядов и подтверждения активации рабочих зарядов. Необходима разработка метода и определение рабочих частот канала в условиях грунтов (сухих и обводненных) с учетом ограничения передатчика и антенны линейными размерами скважины (диаметр не более 80 мм). Описана конструкция исполнительного устройства, а также приемной/передающей антенны, проведены измерения напряженности магнитного поля при удалении от нее на частотах 20- 100 кГц. Результаты измерений были использованы для оценки напряженности вертикальной компоненты магнитного поля в поглощающих средах с электрофизическими свойствами грунтов.
Бесплатно
Исследование параметров вибрации судовых конструкций вейвлет-анализом виброграмм
Статья научная
Исследование параметров вибрации судовых конструкций важно с точки зрения выработки мер обеспечения их надежной работы на судах. Используемый обычно анализ виброграмм с применением непрерывного преобразования Фурье (НФП) для точного представления нестационарных функций вообще и сигналов шумовых источников в частности непригоден ввиду ряда недостатков. Недостатки спектрального анализа и синтеза определенных во времени функций можно частью устранить оконным преобразованием Фурье (ОПФ). ОПФ использует в своей основе статичное окно, которое нивелирует локальные свойства сигнала, что в свою очередь является обратной стороной данного метода. Предлагается применять вейвлет- преобразование при анализе виброграмм, это позволит рассматривать все неоднородности и особенности интересующих участков сигнала. Вейвлеты - это набор производных функций от оригинальной функции с изменением ее масштаба и сдвига. В глобальном понимании это функции, ограниченные по частоте, с результирующим средним значением, равным нулю. В статье приведены признаки вейвлета. Представлены примеры наиболее распространенных вейвлет-функций. Предложено использование вейвлетных функций на базе не только временных, но и частотных преобразований. Предложена реализация алгоритма анализа данных виброизмерений. Приведен пример данных виброизмерений и результаты их обработки на базе частотного вейвлет-анализа.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены результаты исследований закономерностей изменения механических свойств и энергосиловых параметров обработки при получении лигатурных прутков из сплава системы Al-Ti-B с помощью методов совмещенной прокатки-прессования и совмещенного литья и прокатки-прессования.
Бесплатно
Статья научная
В статье приведены результаты исследований динамики насыщения алюминия и его сплавов водородом в технологической схеме от алюминиевого электролизера до литейного конвейера в условиях Саяногорского алюминиевого завода ОК РУСАЛ. Показано, что одним из основных источников насыщения расплава алюминия водородом является его взаимодействие с влагой воздуха при открытых переливах металла в процессе его движения от электролизера до литейного конвейера. По результатам обследования предложены технические решения, направленные на снижение концентрации водорода в расплаве, которые составят предмет дальнейших исследований.
Бесплатно
Исследование поведения пузырей при электролизе суспензии криолитовый расплав - глинозем
Статья научная
В статье представлены результаты физического моделирования движения, роста и удаления пузырей кислорода, образуемых в результате электрохимического выделения на инертном аноде при электролизе суспензии криолитовый расплав - глинозем. Рассчитаны критерии подобия, проведены опыты на ячейках двух типов: для наблюдения за трехфазным слоем спереди от вертикального электрода и сбоку от него. С помощью видеосъемки получены данные о поведении пузырей в суспензии. В качестве электролита модели использовался 20%-ный водный раствор серной кислоты с содержанием глинозема 30 % об. Опыты проводили в интервале плотностей тока от 0,05 до 0,25 А/см 2 . Сведения о поведении трехфазного потока позволяют оценить возможность эффективной эвакуации газа из межэлектродного пространства при электролизе суспензии. Наибольшая скорость (2,5 см/с) достигается пузырями на глубине от 15 до 20 мм от границы электролит - воздух, после чего скорость снижается. Толщина пузырькового слоя не превышает 2,2 мм. Средняя скорость роста пузыря составила 2,68 мм 3 /с.
Бесплатно
Статья научная
В данной работе исследовано влияние механической активации политетрафторэтилена ПТФЭ на свойства наполненных композитов. Установлено, что у полимерной смеси ПТФЭ с 10 мас.% активированного ПТФЭ в планетарной мельнице в течение 5 минут повышаются деформационно-прочностные показатели и модуль упругости. Показано, что добавление 0,5-2 мас.% активированного Сибунита в полимерную матрицу не приводит к снижению деформационно- прочностных показателей по сравнению с исходным ПТФЭ, износостойкость полимерных композиционных материалов ПКМ при этом повышается в 6-56 раз. Это, видимо, связано с тем, что при активации частицы Сибунита диспергируются, а также модифицированная матрица характеризуется улучшенными значениями деформационно-прочностных характеристик, что компенсирует негативное влияние наполнителя на эти показатели при наполнении содержания Сибунита до 2 мас.%. Увеличение концентрации до 5 мас.% приводит к повышениюизносостойкости в 107 раз, но к снижению деформационно-прочностных показателей ПКМ. Таким образом, на основании проведенных исследований показана перспективность использования полимерной смеси ПТФЭ-активированный ПТФЭ, содержащий до 10 мас.% активированного полимера.
Бесплатно
Статья научная
Разработаны оптимальные варианты добавки при приготовлении водоугольного топлива (ВУТ) из фильтр-кеков исходя из условия минимальной вязкости (200-600 мПа·с) при наибольшем содержании твердой фазы (53-63 %). Показана возможность получения суспензионного угольного топлива на основе тонкодисперсных отходов углеобогащения и фильтр-кеков с низшей теплотой сгорания от 2500 ккал/кг до 3300 ккал/кг.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье проведен анализ электромагнитного поля плоской линейной индукционной машины с помощью аналитического метода математического моделирования. Получены графики электромагнитных характеристик машины с учетом продольного краевого эффекта при различных величинах скольжения и коэффициента добротности. Также проведена сравнительная оценка влияния продольного краевого эффекта на показатели машины.
Бесплатно
Статья научная
Методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) из смеси вольфрама, титана и сажи с использованием механохимической обработки (МО) были получены порошки карбидов вольфрама и титана. Для синтеза карбидов вольфрама был использован СВС карбида титана в смеси «вольфрам-титан-сажа», который далее инициировал синтез карбида(ов) вольфрама. Найдены оптимальные условия для получения состава с максимальным содержанием вольфрама. Получены порошки (смесь карбидов вольфрама и титана) с минимальным размером частиц порядка 30 нм. Обнаружено, что выход карбидов вольфрама WC и W2C существенно зависит от состава смеси «вольфрам титан-сажа» и времени ее МО. На основе продуктов СВС и порошков металлов с использованием МО получены модификаторы, которые были исследованы для процессов внутриформенного модифицирования чугуна. Применение модификаторов состава 3540 % WC ÷ 10-15 % TiC ÷ 50 % Zr позволило увеличить твердость по Бринеллю на 13,1 %, предел прочности на растяжение - на 19,8 %, относительную износостойкость - на 69 %, коррозионную стойкость в соляной кислоте - на 28 % образцов чугуна при концентрации активных частиц модификатора 0,038 %.
Бесплатно
Исследование процессов кристаллизации тройного нитрата висмута-эрбия-лантана
Статья научная
Приведены результаты исследования процессов затвердевания тройного нитрата висмута - эрбия - лантана. Определена скорость роста кристаллов в направлении [001] и перпендикулярном к нему направлении в зависимости от концентрации раствора и температуры окружающей среды. На основании полученных данных сделано предположение о возможности контроля процесса кристаллизации в исследуемой системе, что является необходимым условием для создания комбинированных материалов с заданными свойствами конструкционно-функционального типа - мезопористых мезоструктурированных силикатов.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается система электроснабжения промышленного предприятия, в состав которой входила турбогенераторная установка, работающая на основе синхронного генератора, оснащенного прогностическими регуляторами напряжения и скорости вращения ротора, а также накопитель электроэнергии большой мощности. Приведено описание моделей этой установки, прогностических регуляторов и накопителя энергии, а также результаты моделирования при переходе системы в изолированный режим работы. Моделирование выполнено в среде MATLAB с использованием пакетов Simulink и SimPowerSystems. Цель работы состояла в исследовании поведения предлагаемых прогностических регуляторов при переходе системы электроснабжения в островной (изолированный) режим. По результатам компьютерного моделирования сделан вывод, что использование прогностических регуляторов позволяет улучшить демпфирующие свойства системы. Применение накопителя энергии, автоматически подключаемого к сети при снижении напряжения, позволяет уменьшить перенапряжение на зажимах генератора при его разгрузке, а также снизить необходимую механическую мощность на валу турбины в сравнении с постоянно подключенным устройством. Прогностические регуляторы могут быть рекомендованы для повышения устойчивости работы установок распределенной генерации при переходе в изолированный режим. Целесообразно проведение дальнейших исследований в направлении создания алгоритмов согласованной работы регуляторов.
Бесплатно
Статья научная
В условиях интеграции вычислительных ресурсов в физические процессы можно говорить о киберфизических системах электроснабжения (КФСЭ). В КФСЭ, как правило, используются установки распределенной генерации (РГ). В связи с изменениями нагрузок и топологии сети необходимо проводить оптимизацию настроек регуляторов РГ для всех режимов работы. Ввиду значительной трудоемкости таких процедур более эффективный подход может быть реализован на основе регуляторов с прогнозирующим звеном. В работе представлено описание киберфизической модели установки РГ и приводится описание самонастраивающегося прогностического регулятора скорости вращения ротора синхронного генератора. Моделирование выполнено в пакете Simulink системы MatLab. Исследовалась эффективность предлагаемого регулятора в нормальных и аварийных режимах. Результаты проведенных экспериментов показали его преимущества и эффективность в сравнении с типовым: провал скорости ротора снижался в среднем на 34 %, перерегулирование уменьшалось на 32 %; при подключении мощной нагрузки перерегулирование напряжения уменьшалось на 21 %; при отключении нагрузки провал напряжения снижался на 13 %; в режиме кратковременного короткого замыкания провал скорости вращения ротора генератора уменьшался в 1,3 раза и в 2,6 раза снижалось перерегулирование этой величины.
Бесплатно
Статья научная
Для выявления особенностей разупорядочения кристаллической структуры в геологических условиях проведено сравнительное рентгеноспектральное, рентгеноструктурное и мессбауэровское исследование природных образцов арсенопирита FeAsS. Для исследования отобрано три практически однофазных поликристаллических образца из руд месторождений «Благодатное» и «Олимпиада» (Красноярский край) с химическим составом близким к стехиометрическому (I), с избытком серы (II) и мышьяка (III). Расшифровка мессбауэровских спектров обнаружила наличие в веществе трех форм Fe(2+). Первая ассоциирована с октаэдрическим окружением железа типа [As 3 S 3 ], вторая [S 6 ] и третья [As 6 ] формы условно связаны с минералами FeS 2 и FeAs 2 . Согласно данным ЯГР в образце (I) атомы железа на 95 % находятся в основной форме. Другие формы присутствуют в примерно равных долях. В образцах (II) и (III) обнаружено 73 и 56 % железа в основной форме, в качестве побочных форм преобладают FeS 2 или FeAs 2 соответственно. Уточнение кристаллической структуры по рентгеновским поликристаллическим данным проведено в Пр.гр. P2 1 /c. Атомы железа размещаются в единственной катионной позиции структуры арсенопирита. Структурные изменения происходят в анионной подрешетке путем разупорядочения основного координационного окружения железа [FeAs 3 S 3 ] до состояния, описываемого как [Fe(As 3-х S x )(S 3-y As y )]. Установлено, что взаимное замещение анионов сопровождается небольшим сдвигом атомной позиции из-за разницы межатомных состояний Fe-S и Fe-As. Разупорядоченное состояние допускает преобладание одного из анионов. В результате в реальном кристалле образуется набор состояний атома железа, различающихся по составу координационной сферы и по пространственной конфигурации заместителей в ней. Разупорядочение координационного окружения количественно соответствует данным ЯГР-спектроскопии.
Бесплатно
