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

Исследование системы управления тепловыми режимами в энергоэффективной теплице с трансформируемым корпусом

Расаходжаев Б.С., Кучкаров А.А., Бобоева М.О., Машрапова И.Р.

Статья научная

Рассмотрены особенности управления (регулирования) тепловыми режимами в энергоэффективной теплице с трансформируемым корпусом для индивидуального пользования. На основе анализа существующих систем тепло-влажностной обработки воздуха гелиотеплицы и создания оптимальной влажности нами разработан алгоритм управления тепловыми режимами работы энергоэффективной теплицы с трансформируемым корпусом с многокомпонентной структурой гелиотеплицы для индивидуального пользования. Показана система управления тепловыми режимами в энергоэффективной теплице с трансформируемым корпусом в виде однокомпонентной структуры, которая может быть использована при комбинации с электрическим или твердотопливным котлом. Проведенные исследования показывают, что для рационального и экономного пользования ресурсами искусственного обогрева в гелиотеплице с трансформируемым (регулируемым) корпусом рекомендуется применение интеллектуальной системы с автоматизированным управлением.

Бесплатно

Исследование скорости оттайки грунтоледовых тел в воде

Кисляков В.Е., Лакин Д.А.

Статья научная

В статье рассматривается возможность применения хладагента в разработке россыпных месторождений континентального шельфа в зимний период и связанные с этим изучения свойств ледовой оболочки грунтоледовых тел в процессе оттайки.

Бесплатно

Исследование смачивания пылевидных частиц фракций угля растворами ПАВ

Елкин И.С., Истомин И.Б.

Статья научная

Представлены результаты экспериментальных исследований и теоретическое обоснование по смачиванию растворами поверхностно-активных веществ частиц углей фракций малых размеров. На основе физической модели экспериментального опыта по смачиванию частиц угля показано, что в результате измельчений угля от крупных кусков до пылеобразного состояния существенно изменяются структурные и поверхностные свойства угля, что приводит к существенному изменению механических, физико-химических свойств углей.

Бесплатно

Исследование способности высокопрочной стали к пластической деформации при изгибе на угол 90°

Чукин М.В., Полецков П.П., Алексеев Д.Ю., Бережная Г.А., Гущина М.С.

Статья научная

Производство судов, автомобилей, техники связано с изготовлением значительного количества деталей различных сложных форм, произведенных методом гибки листового металла. Однако не все стали в одинаковой мере склонны к пластическому изгибу. Процесс гибки высокопрочных сталей требует применения больших радиусов пуансона по сравнению с радиусами, применяемыми при гибке обычных углеродистых сталей, так как возможно появление разрыва наружных волокон материала. Целью данной статьи является определение минимального отношения R/h для высокопрочной стали твердостью 400 HBW при изгибе на угол 90° методом свободной гибки. Для этого проведены исследования по оценке способности высокопрочной листовой стали твердостью 400 HBW к пластической деформации при изгибе на угол 90º при помощи математического моделирования в программном комплексе Deform-3D. Первоначально для получения данных о пластических свойствах исследуемой высокопрочной стали были проведены испытания на растяжения в соответствии с ГОСТ 1497-84. В качестве критерия разрушения при этом был принят нормализованный критерий Кокрафта-Латама. По полученным экспериментальным данным в программном комплексе Deform-3D был задан новый материал и на основании полученной зависимости проведено конечно-элементное моделирование процесса растяжения с целью определения критерия разрушения (К) для исследуемой высокопрочной стали. Результаты расчетов, полученные с использованием созданной кинематической модели, подтверждены путем проведения реальных испытаний исследуемой высокопрочной стали на изгиб.

Бесплатно

Исследование статической устойчивости сложных электрических систем

Аллаев К.Р., Махмудов Т.Ф.

Статья научная

В статье показана эффективность совместного применения уравнений узловых напряжений (УУН) и функции Ляпунова в квадратичной форме для анализа малых колебаний электрической системы, в литературе получившего название метода Аллаева. Совместное решение уравнений узловых напряжений и матричного уравнения Ляпунова позволяет определить условия устойчивости электрической системы и выявить генератор, который первым приближается к пределу устойчивости. Исследования малых колебаний сложных электрических систем могут быть выполнены в полном объеме на основе матричных методов, успешно разработанных в последние десятилетия. Этому способствует устранение ограничений памяти и резкое увеличение скорости вычисления современных компьютеров.

Бесплатно

Исследование структуры слоистых образцов медь-молибден, полученных сваркой взрывом, и построение 3D-модели фрактальных элементов новой структуры

Лесков М.Б., Квеглис Л.И., Сакенова Р.Е., Шалаев П.О., Якушевский Э.И.

Статья научная

Слоистый композит медь-молибден обладает высокой твердостью и высокой химической стойкостью, получен сваркой взрывом. Использование такой технологии получения композита связано с малой взаимной растворимостью меди и молибдена. При сварке взрывом образование соединения происходит благодаря кратковременному расплавлению и очень быстрому затвердеванию на контактной поверхности. Сварка взрывом уменьшает активационный барьер химической реакции и позволяет получать интерметаллиды из двух невзаимодействующих компонентов со скоростью, близкой к скорости переключения химической связи. Формируются продукты механохимических реакций в зоне контакта разнородных металлов. Продукты механохимических реакций обнаружены методами рентгеновской дифракции и микроанализа. Высокие скорости физико-химических превращений инициируются нелинейными волнами локализованной пластической деформации. Волны пластической деформации выявлены после травления шлифа поперечного среза многослойного образца и исследования микроструктуры. Сделана оценка потока энергии на образец во время сварки взрывом, а также проведен анализ особенностей структуры зон соединения меди и молибдена. Определена фрактальная размерность границы соединения меди и молибдена. Построена кластерная модель структуры среднего порядка (мезоструктуры) зон соединения меди и молибдена.

Бесплатно

Исследование тепловой работы установки непрерывного литья и прессования алюминия в переходном режиме

Скуратов А.П., Потапенко А.С., Горохов Ю.В.

Статья научная

Рассмотрены особенности технологического процесса непрерывного литья и прессования цветных металлов. Приведены результаты экспериментального исследования тепловой работы опытно-промышленной установки карусельного типа при непрерывном литье и прессовании технического алюминия. Определен характер и время переходного процесса при холодном пуске установки до достижения стационарных условий ее работы. На базе программного продукта Ansys CFX разработана трёхмерная компьютерная модель теплообмена в опытно-промышленной установке. В результате математического моделирования определён необходимый угол поворота кристаллизатора, обеспечивающий при выходе установки на стационарный тепловой режим требуемую по технологии номинальную температуру затвердевания расплава алюминия.

Бесплатно

Исследование технико-экономических показателей автономных энергокомплексов

Расаходжаев Б. С., Алимухамедов А. Х., Ахмаджонов У. З., Камолиддинов А. У., Хамдамов А. Р.

Статья научная

В работе исследованы технико-экономические показатели автономных энергокомплексов с номинальной мощностью 5 кВт, предназначенных для индивидуальных потребителей. Проведены расчеты наиболее распространенных видов энергокомплексов: автономная фотоэлектрическая станция+дизельная электростанция, автономная фотоэлектрическая станция+газовый котел, автономная фотоэлектрическая станция+электрический котел, автономная фотоэлектрическая станция+котел на твердом топливе, предназначенных для индивидуальных потребителей. Расчеты технико-экономических показателей автономных энергокомплексов, предназначенных для индивидуальных потребителей, показывают, что вполне приемлемы для их эксплуатации и создания гибридных автономных энергокомплексов. Таким образом, индивидуальным потребителям, проживающим в отдалении от линии электропередач, рекомендуется в зависимости от обеспеченности топливно-энергетическими ресурсами, использовать гибридные автономные энергокомплексы.

Бесплатно

Исследование технологических параметров при веерном подвигании фронта горных работ

Кисляков В.Е., Катышев П.В.

Статья научная

В данной статье приведены результаты технологических решений и их параметров, обеспечивающие повышение эффективности разработки полезных ископаемых на пологопадающих месторождениях при веерном подвигании фронта горных работ.

Бесплатно

Исследование тороидального резонатора ускорительного СВЧ-ионного двигателя

Вавилов И.С., Ячменев П.С., Федянин В.В., Жариков К.И., Степень П.В., Лукьянчик А.И.

Статья научная

В работе представлены результаты исследования тороидального резонатора, прототипа ускорительного СВЧ-ионного двигателя, в части определения величины ускоряющего напряжения в ёмкостном зазоре тороидального резонатора. Для решения данной задачи были применены экспериментальные методы теплового и частотного анализа. Показано, что при энергопотреблении СВЧ-автогенератора 3 Вт в режиме работы прототипа без разряда мощность СВЧ-потерь в полости тороидального резонатора составила 1.271 Вт по частотному методу и 0.97 Вт по калориметрическому методу. Величина ускоряющего напряжения в зазоре, рассчитанная по мощности СВЧ-потерь, найденная тепловым методом, составила 436.8 В. Частотный метод показал, что мощности гармоник основной частоты в полости тороидального резонатора пренебрежимо малы по сравнению с основной частотой. При совместной работе резонаторов гармоники основной частоты служат индикаторами их резонансных областей.

Бесплатно

Исследование трибологических свойств полимерных композитов на основе ПТФЭ в режиме сухого трения и в среде жидких смазок

Маркова М. А., Петрова П. Н., Федоров А. Л.

Статья научная

В настоящей работе приведены данные триботехнических исследований полимерных композитов на основе политетрафторэтилена и углеродных наполнителей марки УВИС-АК-П в зависимости от содержания наполнителей и технологии их получения. Рассмотрены два вида технологии получения полимерных композитов, основанные на использовании совместной механоактивации компонентов композита и технологии вальцевания порошковой композиции. Триботехнические испытания композитов проведены в режиме сухого трения и в среде жидких смазок при различных режимах трибонагружения.

Бесплатно

Исследование триботехнических свойств композитов на основе СВМПЭ, в том числе при трении в среде различных смазочных масел

Гоголева О.В., Петрова П.Н., Колесова Е.С.

Статья научная

Получены зависимости износостойкости сверхвысокомолекулярного полиэтилена и композитов на его основе с углеродными волокнами от контактного давления, позволяющие определить их нагрузочную способность в режиме сухого и граничного трения в среде различных смазочных масел при скорости скольжения стального контртела 0,5 м/с. Установлено, что ресурс СВМПЭ и композитов на его основе в процессе сухого трения при повышении контактного давления определяется в основном не изнашиванием рабочей поверхности, а пластической деформацией поверхностных слоев композитов вследствие повышения температуры в зоне фрикционного контакта. Установлено, что использование трансмиссионного масла в качестве смазочной среды при трении ПКМ способствует формированию более прочного граничного слоя, предохраняющего материал от изнашивания.

Бесплатно

Исследование управляемого сверхвысокочастотного жидкокристаллического фазовращателя

Сержантов А.М., Лемберг К.В.

Статья научная

Теоретически и экспериментально исследована конструкция микрополоскового электрически управляемого жидкокристаллического фазовращателя на основе структуры фотонного кристалла. Получено аналитическое выражение, связывающее основные параметры устройства: величину управляемого сдвига фазы, относительную ширину полосы пропускания, анизотропию диэлектрической проницаемости используемого жидкого кристалла и количество резонаторов. Показано хорошее согласие рассчитанных характеристик с результатами численного анализа конструкции в квазистатическом приближении. Приведены данные экспериментального исследования девятирезонаторного фазовращателя на нерегулярной микрополосковой структуре, в которой активный слой нематического жидкого кристалла расположен между экраном и подложкой из кварца. Показана перспективность использования разработанного устройства в сантиметровом и миллиметровом диапазонах длин волн.

Бесплатно

Исследование условий захвата совмещенного процесса литья и непрерывного прессования методом Conform

Богданов Д.В., Беляев С.В., Горохов Ю.В., Губанов И.Ю., Виноградов О.О.

Статья научная

В статье представлен анализ условий захвата деформируемого металла инструментом для совмещенного процесса литья и непрерывного прессования методом conform в зависимости от конструктивных и технологических параметров.

Бесплатно

Исследование условий ликвидации неустойчивых однофазных коротких замыканий в линии с параллельными полуфазами 500 кВ

Красильникова Т.Г., Махмудов К.А.

Статья научная

В данной статье рассматриваются вопросы однофазного автоматического повторного включения (ОАПВ) в линии 500 кВ с параллельными полуфазами. Разрабатывается алгоритм для расчета вторичных токов дуги и восстанавливающихся напряжений. Выясняются особенности осуществления ОАПВ при авариях на полуфазах и рабочих фазах.

Бесплатно

Исследование условий охлаждения на структуру и свойства отливок из стали 4Х5МФС

Ларионова Н.В., Токмин А.М., Масанский О.А.

Статья научная

Рассмотрены результаты исследования температурных полей процесса кристаллизации отливок из легированной стали, полученных электрошлаковым кокильным литьем. Показаны микроструктуры образцов отливок, полученных при различных условиях охлаждения, и представлены их механические свойства.

Бесплатно

Исследование физико-химических свойств лигнита и процесса его сжигания с целью извлечения германия

Шиманский А.Ф., Кравцова Е.Д., Казанцев Я.В.

Статья научная

Проведены исследования физико-химических и технологических характеристик нового германиеносного сырья - лигнита Нижнего Приангарья. Показано, что для извлечения германия из лигнита с низкой зольностью целесообразно проводить процесс сжигания в управляемом температурном режиме для перевода германия в летучий монооксид с последующим доокислением его до GeO2 и улавливанием в фильтрах. Технологические режимы высокотемпературной переработки лигнита обоснованы термодинамическими расчетами процесса взаимодействия германия с компонентами, входящими в состав лигнита и окислительно-восстановительной среды.

Бесплатно

Исследование физико-химических свойств частично отработанного платинорениевого катализатора риформинга

Кузнецов П.Н., Казбанова А.В., Кузнецова Л.И., Тарасова Л.С., Твердохлебов В.П.

Статья научная

Изучены физико-химические свойства частично отработанного катализатора Pt-Re-Cl/ Al2O3 риформинга нефтяных фракций (R-98 UOP). Установлено, что в процессе эксплуатации катализатора происходило изменение текстурных характеристик, химического состава, частичное фазовое превращение алюмооксидного носителя, накопление металлических примесей и углеродистых отложений. Методом ДСК установлено присутствие на поверхности катализатора различных типов углеродистых отложений, выгорающих при различных температурах. Их полное удаление происходит при температурах 500-550 °С.

Бесплатно

Исследование шлаков пирометаллургии кремния

Немчинова Н.В., Тютрин А.А., Бузикова Т.А.

Статья научная

Получаемый в рудно-термических печах кремний содержит примеси, для удаления которых в промышленных условиях проводят окислительное рафинирование в ковше продувкой воздухом. В связи с повышением требований к качеству выплавляемого кремния необходимо осуществить поиск новых путей снижения содержания примесей, концентрация которых в готовом продукте не столь значительна. Анализ литературных данных и результатов производственной практики показал, что основными составляющими рафинировочного шлака являются оксиды кальция, алюминия и кремния с включениями карбида кремния и корольками собственно кремния. Однако по данным различных видов анализа установлено, что шлак имеет сложный состав. И отсутствует информация о возможном механизме образования включений в данном продукте пирометаллургического процесса. Поэтому целью наших исследований явилась разработка методики термодинамического анализа формирования оксидных включений в шлаке на основе компьютерного построения диаграмм плавкости тройных систем.

Бесплатно

Исследование электромагнитного воздействия на жидкую сердцевину алюминиевых слитков при непрерывном литье в кристаллизатор скольжения

Первухин М.В., Кучинский М.Ю., Тимофеев С.П.

Статья научная

В статье рассматривается математическая модель для исследования электромагнитных процессов в системе «индуктор-слиток» при непрерывном литье алюминиевых слитков в кристаллизатор скольжения. Произведен расчет при различных параметрах питающей сети, получены электромеханические характеристики перемешивателя. Установлен диапазон частот, при котором электромагнитное воздействие индуктора на жидкую сердцевину слитка наиболее эффективно. Сопоставлены результаты математического и физического моделирования, показавшие достоверность математической модели.

Бесплатно