Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии @technologies-sfu
Статьи журнала - Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии
Все статьи: 1502
Обжиг высокоамперных электролизеров при помощи электросопротивления
Статья научная
На текущий момент нет единого мнения о том, какой способ обжига лучше. В большинстве случаев выбор того или иного способа на каждом алюминиевом заводе определяется рядом объективных и субъективных факторов. Зачастую при выборе способа обжига не учитываются затраты на использование энергии на этот процесс (электрической или от сжигания эквивалентного количества различных видов топлива), что может иметь существенное значение для различных регионов и влиять на себестоимость выпускаемого алюминия. В данной статье представлены результаты испытаний электрического обжига электролизеров опытного участка РА-400 ОАО «РУСАЛ Саяногорск».
Бесплатно
Обзор возможности применения газовых турбин малой мощности
Статья научная
В данной статье произведен обзор представленных на рынке газовых турбин малой мощности отечественных и зарубежных производителей. Также рассмотрены сферы и опыт их применения в различных отраслях, особенности эксплуатации и дальнейшие перспективы внедрения. Проанализированы тенденции развития данной тематики в научных публикациях российских и зарубежных источников. При этом большее внимание уделено именно агрегатам отечественного производства, их особенностям и возможности применения. Выявлены проблемы и противоречия, препятствующие активному развитию газотурбинных технологий малой мощности в Российской Федерации.
Бесплатно
Обзор известных силовых способов измерения реактивной тяги ионных двигателей: вертикальные маятники
Статья научная
В работе представлен обзор большинства существующих конструкций силовых стендов на основе вертикального маятника, предназначенных для измерения тяги ионных двигателей. Представлено 22 уникальные конструкции стендов, разработанных различными научными группами. Представленные стенды охватывают диапазон установившихся тяг от 1 нН до 5 Н и импульсов тяги в диапазоне от 200 мкН·с до 800 мкН·с. Охвачен временной участок от 1991 до 2022 г. Показаны способы регистрации микроперемещений чувствительного элемента, демпфирования паразитных колебаний и калибровки стендов. Приведены данные по погрешностям измерения тяги стендами.
Бесплатно
Статья научная
В работе представлен обзор большинства существующих конструкций силовых стендов на основе качели и упругой мишени, предназначенных для измерения тяги ионных двигателей. Представлено 7 уникальных конструкций стендов качельного типа и 16 конструкций аэродинамических стендов на основе упругой мишени. Представленные качельные стенды охватывают диапазон установившихся тяг от 50 мкН до 1500 мкН и импульсов тяги в диапазоне от 1 мкН·с до 150 мН·с. Стенды на основе упругих мишеней охватывают диапазон установившихся тяг от 3 мкН до 1 Н. Охвачен временной участок с 1972 до 2023 г. Показаны способы регистрации микроперемещений чувствительного элемента, демпфирования паразитных колебаний и калибровки стендов. Представлены данные по погрешностям измерения тяги стендами.
Бесплатно
Обзор известных силовых способов измерения реактивной тяги ионных двигателей: торсионные маятники
Статья научная
В работе представлен обзор большинства существующих конструкций силовых стендов на основе торсионного маятника, предназначенных для измерения тяги ионных двигателей. Представлено 23 уникальных конструкций стендов, разработанных различными научными группами. Данные стенды охватывают диапазон установившихся тяг от 10 нН до 4,5 Н и импульсов тяги в диапазоне от 1 мкН·с до 10 Н·с. Охвачен временной участок от 1971 до 2019 г. Показаны способы регистрации микроперемещений чувствительного элемента, демпфирования паразитных колебаний и калибровки стендов. Приведены данные по погрешностям измерения тяги стендами.
Бесплатно
Обзор известных силовых способов измерения реактивной тяги ионных двигателей: шарнирные мишени
Статья научная
В работе представлен обзор большинства существующих конструкций силовых стендов на основе шарнирной мишени, предназначенных для измерения тяги ионных двигателей. Представлено 14 уникальных конструкций стендов на основе шарнирной мишени, а также дополнительно добавлены 2 конструкции аэродинамических стендов на основе упругой мишени. Представленные стенды на основе упругой мишени имеют диапазон измерения установившихся тяг от 15 мкН до 300 мН. Стенды на основе шарнирных мишеней охватывают диапазон измеряемых установившихся тяг от 0.2 мкН до 2.5 Н и диапазон измеряемых импульсов тяги от 20 мкН·с до 1 мН·с. Охвачен временной участок от 1982 г. до 2015 г. Показаны способы регистрации микроперемещений чувствительного элемента, демпфирования паразитных колебаний и калибровки стендов. Представлены данные по погрешностям измерения тяги стендами.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлен всесторонний обзор и классификация возможных компоновочных решений гибридных систем на основе интеграции твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ) и газовых турбин (ГТ). Большинство гибридных систем ТОТЭ/ГТ используют в качестве топлива метан в связи с его доступностью и простотой в обращении в отличие от водорода. Важным элементом конструкции установки является подсистема переработки топлива. Системы ТОТЭ/ГТ направляют часть энергии, вырабатываемой топливным элементом, для осуществления процесса парового риформинга метана. Пар производится в анодном отсеке топливного элемента либо альтернативно во внешнем парогенераторе с использованием тепла выходящих с топливного элемента газов. Большинство проектов гибридных систем ТОТЭ/ГТ, представленных в литературе, работают под давлением, установки в них связаны герметично, что позволяет достичь высокой и сверхвысокой энергоэффективности с относительно низкими капитальными затратами. В гибридных системах с атмосферным давлением установки связаны с помощью системы теплообменников, что обеспечивает их независимость и более простой процесс управления. В статье также исследуются более сложные конфигурации ТОТЭ/ГТ с использованием органического цикла Ренкина, с несколькими топливными элементами и газовыми турбинами, с паровой турбиной, системой охлаждения и др. Устройство и характер взаимосвязей между компонентами гибридной системы оказывают значительное влияние на достижения целевых показателей эффективности по результатам численного моделирования предлагаемых схемных решений.
Бесплатно
Обзор технологий декарбонизации производства тепловой и электрической энергии
Статья научная
В статье представлен обзор зарубежных и отечественных технологий декарбонизации тепловой и электрической энергии. За рубежом данные технологии развиваются более прогрессивно. Технологическим лидером по сокращению выбросов углекислого газа являются США. Наиболее перспективное решение в данном направлении - использование кислородно- топливных энергетических установок нового поколения, среди которых реализуется Allam Cycle, а также циклы SCOC-CC, E-MATIANT, NET Power cycle, Graz cycles, CES cycle. Существуют технологии ССUS, которые включают методики по улавливанию углекислого газа, его транспортировке на судне или по трубопроводу, использованию в качестве ресурса для создания ценных продуктов, а также захоронению глубоко под землей в геологических формациях. Из 27 реализуемых в мире проектов CCUS 78 % связаны с методами увеличения нефтеотдачи, а 67 % - проекты с прямым государственным участием или стимулированием. Перспективным направлением по снижению выбросов углекислого газа является использование топливных элементов. Компания Fuel Cell Energy (США) выступает практически монополистом по крупносерийному производству расплав-карбонатных топливных элементов. Их активные разработки идут в Японии, Южной Корее, США. На территории Российской Федерации технологии декарбонизации с полным выводом углекислого газа не реализованы. Политика декарбонизации осуществляется лишь с помощью внедрения процессов улавливания углекислого газа различными материалами. В статье представлена сводная таблица технологий декарбонизации, реализуемых как за рубежом, так и на территории России. Указаны основные преимущества технологий, их недостатки, реализация и пути финансирования.
Бесплатно
Обнаружение пламени и дыма по видеоданным
Статья научная
В работе предложен алгоритм обнаружения пожара по видеоданным на открытых пространствах, когда традиционными способами на основе датчиков химического состава воздуха или температуры обнаружение дыма и пламени невозможно. Обнаружение дыма и пламени выполняется параллельно, пожар считается найденным в случае детектирования одного объекта: дыма или пламени. Алгоритм нахождения дыма и пламени основан на анализе пространственно-временных признаков. На первом этапе обнаружения дыма выполняется поиск движения с использованием алгоритма сопоставления блоков, затем производится хроматический анализ движущихся областей, учет турбулентности. Классификация областей-кандидатов производится с использованием машины опорных векторов. Верификация выполнена на базе пространственно-временных локальных бинарных шаблонов. Для обнаружения пламени взята функция Background Subtraction библиотеки компьютерного зрения OpenCV, выполнен учет цветовых особенностей пламени и анализ его динамических свойств...
Бесплатно
Статья научная
В статье приведены результаты поиска подземных коммуникаций, в частности, канализационных труб, колодца и бетонного лотка с кабельной линией на заасфальтированном участке одной из улиц г. Якутска Республики Саха (Якутия) с помощью метода георадиолокации. Известно, что поиск действующих коммуникаций с помощью данного метода является достаточно сложной задачей для условий старой городской застройки, с погребенными остовами прежних строений, брошенными неисправными трубопроводами и неравномерно распределенными свойствами обследуемых грунтов. В качестве поискового прибора использовался георадар серии«ОКО-2» (группа компаний «ЛогиС-Геотех», Россия) с антенным блоком АБ-250 (центральная частота 250 МГц). Для обработки георадиолокационных данных применено программное обеспечение ПО «GeoScan32», в процессе обработки радарограмм использовали полосовой и режекторный (полосно-заграждающий) фильтры. Наблюдение за изменением времени задержки сигналов, их амплитудой, а также прослеживание осей синфазности позволило выявлять в толще грунтов различные объекты и границы. Отмечено, что все радарограммы насыщены гиперболами - отражениями от локальных объектов и от пересечений различных линейных объектов. Их присутствие, возможно, связано с заброшенными подземными коммуникациями, остатками фундаментов старых строений и прочим техногенным мусором, накопившимся за долгие годы развития города. Положение подземных коммуникаций, выявленных методом георадиолокации, местами подтверждается визуальным наблюдением на местности по проседанию асфальта в окрестности погребенного колодца и по присутствующим на поверхности люкам.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрена задача зондирования подповерхностных объектов методом возбуждения поверхности земли сейсмическими волнами Рэлея и получения информации о смещении грунта над объектом поиска радиолокационным способом с учетом электромагнитных параметров подстилающего грунта в диапазоне частот 10 ГГц. Даны рекомендации об оптимальной рабочей частоте радиолокатора в условиях работы на статистически неровной поверхности грунта.
Бесплатно
Обобщённая методика исследования информационных свойств каналов и систем распознавания
Статья научная
В работе предложена обобщённая методика исследования информационных свойств каналов и систем распознавания, применимая для анализа комплексных систем распознавания. Применение методики показало, что при объединении разнородных каналов для распознавания эффективно использование не только прямой, но и косвенной информации о принадлежности объекта к классам в алфавите окончательных (общих) решений. Объединение каналов с основной и косвенной информацией увеличило количество получаемой информации на 10-40 %.
Бесплатно
Статья научная
Актуальность адаптации феноменологического эвристико-эволюционного подхода (метода) оптимизации проф. Г. Е. Каневца (ФЭЭМО.ГЕК) заключается в освоении высокоэффективного метода оптимизации, разработанного для сложных энерготехнологических систем (ЭТС) и позволяющего учитывать особенности работы, режимные параметры объекта (применительно к теплоизоляционным конструкциям стекловаренных печей - ТКСП), а в широком смысле и плавильных агрегатов схожего со стекловаренными печами принципа действия, для которых характерна достаточно высокая вариативность в случае компоновки таких теплоизоляционных конструкций (десятки тысяч вариантов комбинаций) из-за наличия широкой номенклатуры выпускаемых теплоизоляционных и огнеупорных материалов. Возникающая при этом гибкость тепловых режимов направлена в сторону интенсификации процессов плавления. В таких условиях выбор оптимальной ТКСП становится сложной технико-экономической задачей, для решения которой разработан и используется в исследовании аддитивный критерий эффективности.Цель: получение инструментария проведения оптимизационных расчѐтов ТКСП для повышения тепловой эффективности стекловаренных печей, продления срока службы огнеупорных материалов в условиях непрерывного роста стоимости энергоносителей и необходимости повышения качества выпускаемой продукции.Объекты: высокопроизводительные ванные пламенные стекловаренные печи непрерывного действия.Методы: использование теории тепломассообмена; использование вычислительного эксперимента для моделирования процесса коррозионного износа огнеупорных брусьев бокового ограждения печи и работы системы принудительного воздушного охлаждения, методы математического моделирования и анализа.Результаты: адаптирована обобщѐнная схема реализации феноменологического эвристико- эволюционного подхода (метода) применительно к стекловаренным печам, в процессе работы которых происходит коррозионный износ теплоизолированных боковых ограждений и других элементов, контактирующих с высокотемпературным расплавом. Выполнено обоснование использования ФЭЭМО.ГЕК для случаев оптимизации ТКСП.
Бесплатно
Статья научная
На основе анализа факторов, влияющих на эффективность восстановления трубопроводов по рукавно-торовой технологии и опираясь на данные теоретических и экспериментальных исследований рукавно-торового агрегата, предлагается наиболее рациональный метод повышения эффективности бестраншейных работ при формировании композиционных оболочек, а также пути его дальнейшего совершенствования.
Бесплатно
Статья научная
Приведены технологические решения и параметры разработки угольных месторождений горизонтального и пологого залеганий при использовании веерного перемещения фронта работ.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассматривается вопрос обнаружения и измерения координат малоразмерных БЛА радиолокационными средствами разведки. Анализируются современные направления совершенствования систем СДЦ. На основе метода детерминированной компенсации предложена СДЦ, обеспечивающая подавление пассивных помех в зоне режекции по принципу, близкому к компенсации точечных по пространству активных шумовых помех (АШП) автокомпенсаторами с прямым обращением корреляционной матрицы помехи.
Бесплатно
Обоснование применения высокотемпературной механообработки для клина тягового хомута из стали 38ХС
Статья научная
В статье обоснована ресурсосберегающая высокотемпературная термическая обработка легированной конструкционной стали 38ХС, совмещенная с процессом штамповки, производящаяся в двух средах вода–воздух, вместо применяемой стандартной закалки и последующего высокого отпуска.
Бесплатно
Статья научная
В работе приведены исследования и возможность построения метода защиты дистанционно-пилотируемого летательного аппарата от зенитно-артиллерийского комплекса потенциального противника путем установки на данный летательный аппарат малогабаритной станции активных упреждающих помех, способной обнаружить предгенерационное спонтанное излучение передающего канала лазерного дальномера, входящего в состав лазерной системы управления огнем зенитно-артиллерийского комплекса и выполнить постановку данному средству прицельную имитационную помеху. Проведенные математические расчеты показали, что бортовая станция помех способна обнаружить предгенерационное спонтанное излучение с вероятностью не ниже 0,9 на дальности до 8 км и осуществить оптико-электронное подавление системы лазерного дальномера, зенитно-артиллерийского комплекса.
Бесплатно
Обоснование технологии майнообразования при разработке обводненных месторождений
Статья научная
В статье приводится обоснование технологии майнообразования на основе использования теплоизолирующих материалов в форме цилиндров и шаров, а также представлена математическая модель зависимости удельного теплового потока от температуры воздуха, коэффициента теплопроводности и толщины различных типов теплоизолирующих материалов.
Бесплатно
Обоснование требований к цифровым синтезаторам сигналов для различных типов РЛС
Статья научная
Обоснованы требования к уровню искажений радиолокационных станций с импульсным и квазинепрерывным излучениями, построенных на основе цифровых синтезаторов сигналов четырех типов: цифровых синтезаторов отсчетов напряжения и цифровых синтезаторов отсчетов фазы с равномерной дискретизацией, цифровых синтезаторов отсчетовнапряженияицифровыхсинтезаторовотсчетовфазыснеравномернойдискретизацией. При построении задающего устройства РЛС возникает вопрос о выборе типа цифрового синтезатора сигналов. Основными исходными критериями при этом являются максимальный рабочий диапазон цифрового синтезатора и уровень внутриполосных искажений. При выборе типа цифрового синтезатора сигналов необходимо учитывать большое количество факторов, основные из которых сложность исполнения формирователя цифровых отсчетов, возможность реализации формирователя цифровых отсчетов с требуемым быстродействием и количеством разрядов [1, 2]. При предъявлении требований к суммарному уровню искажений используют критерий допустимого снижения вероятности правильного обнаружения по сравнению с ее потенциальным значением при фиксированной вероятности ложной тревоги. Исходя из данного критерия в импульсных РЛС максимальное относительное среднеквадратическое значение искажений взаимокорреляционной функции сигнала с угловой модуляцией, формируемого цифровым синтезатором, не должно превышать Dδx ≤ -(51...67) дБ. В РЛС с квазинепрерывным излучением максимальное относительное среднеквадратическое значение искажений автокорреляционной функции сигнала с угловой модуляцией не должно превышать Dδ ≤ -(80...120) дБ. Количество разрядов квантования фазы, напряжения и компенсации временной задержки в цифровых синтезаторах сигналов зависит не только от максимального относительного среднеквадратического значения искажений взаимокорреляционной функции, но и от количества отсчетов сигнала с угловой модуляцией. Поэтому первоначально необходимо выбрать эталонную частоту цифрового синтезатора сигналов, задаваясь видом модуляции и эффективной шириной спектра сигнала с угловой модуляцией исходя из ТТХ РЛС.
Бесплатно
