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

Обзор технологий декарбонизации производства тепловой и электрической энергии

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

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

Пятаева А.В., Бандеев О.Е.

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

Обнаружение подземных коммуникаций на территории старой городской застройкипод асфальтобетонным покрытием методом георадиолокации

Портнягина В. В., Куляндин Г. А., Будикина М. Е.

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

Обнаружение подповерхностных объектов под статистически неровной поверхностью грунта параметрическим радиолокационным методом

Шайдуров Р.Г.

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

Близнюк А.А., Жиронкин С.Б., Макарычев А.В., Шоромова А.А.

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

Обобщённая схема реализации феноменологического эвристико-эволюционного подхода при оптимизации теплоизоляционной конструкции ограждения стекловаренной печи

Бекназарян Д.В., Каневец Г.Е., Федяев А.А.

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

Обоснование вариантов реализации рукавно-торовой бестраншейной технологии восстановления трубопроводов

Азеев А.А.

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

Обоснование параметров фронта горных работ при отработке пологопадающих угольных месторождений веерной системой

Катышев П.В., Кисляков В.Е.

Статья научная

Приведены технологические решения и параметры разработки угольных месторождений горизонтального и пологого залеганий при использовании веерного перемещения фронта работ.

Бесплатно

Обоснование подхода к построению системы селекции движущихся целей радиолокационной станции обнаружения малоразмерных беспилотных летательных аппаратов

Абраменков В.В., Васильченко О.В., Муравский А.П.

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

Аникина В.И., Ковалева А.А., Таскин В.Ю.

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

Обоснование принципов построения малогабаритной бортовой станции формирования упреждающих помех лазерным системам управления огнем зенитно-артиллерийского комплекса

Козирацкий Ю.Л., Меркулов Р.Е., Кох Н.С.

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 рационального числа посылок лазерной системы дальнометрирования зенитного артиллерийского комплекса для достижения достоверного выделения БЛА как цели среди воздушных биологических объектов и преднамеренных ложных целей

Козирацкий Ю.Л., Прохоров Д.В., Козирацкий А.А., Баркалов А.А., Шамарин В.А.

Статья научная

Для случаев статистических распределений фотоэлектронов на выходе приемника лазерного локатора по законам Пуассона и Бозе-Эйнштейна разработаны методики обоснования рационального числа посылок лазерной дальномерной системы зенитно-артиллерийского комплекса, обеспечивающего достижение достоверного различения (выделения) БЛА среди ложных целей. Методики основываются на решении задачи различения по критериям Неймана-Пирсона, идеального наблюдателя и методом Вальда. Они позволяют для требуемых значений вероятностей распознавания, перепутывания и суммарной ошибки при заданных соотношениях эффективных площадей рассеяния БЛА и ложной цели определять число посылок лазерного локатора, достаточное для выделения БЛА среди ложных целей за минимальное время.

Бесплатно

Обоснование технологии майнообразования при разработке обводненных месторождений

Кисляков В.Е., Корзун О.А.

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

Викторов Д.С., Пластинина Е.В., Самоволина Е.В.

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

Обоснование учета силы аэродинамического сопротивления при движении частиц по наклонной полке пневматического сепаратора

Пономарев В.Б., Фесун И.П.

Статья научная

В статье рассматривается математическая модель движения одиночных частиц по наклонным полкам пневматических сепараторов. Отмечается, что в практике подобных аналитических расчетов сила аэродинамического сопротивления воздушного потока движению частиц по наклонной плоскости считается пренебрежительно мала по сравнению с силой трения о поверхность полки. Анализируются результаты имитационных экспериментов расчета конечной скорости схода частиц с полки при варьированных значениях их размеров и коэффициента трения. Проводится обоснование учета силы аэродинамического сопротивления для описания движения частиц в сепараторах не только в свободном потоке, но и при движении их по наклонным полкам. Делается вывод, что для инженерных расчетов можно пренебрегать аэродинамическим сопротивлением среды только для частиц крупнее определенного размера.

Бесплатно

Обоснование целесообразности изучения транспортной подвижности населения на основе мониторинга абонентов мобильной связи

Блянкинштейн И.М., Фадеев А.И., Фдоров А.В., Шадрин Н.В., Махова Е.Г.

Статья научная

Обосновывается целесообразность изучения транспортной подвижности населения на основе мониторинга абонентов мобильной связи. Рассмотрены технический, юридический, статистический, организационный и экономические аспекты реализации данного направления в условиях Российской Федерации, а также опыт реализации этого направления за рубежом. Разработка методики, технологии и программного комплекса для изучения перемещения населения в мегаполисе позволит оптимизировать улично-дорожную и маршрутную сети пассажирского транспорта на территориях г. Красноярска и Красноярского края.

Бесплатно

Обоснования выбора способов упрочнения мелкомодульных зубчатых колёс приводов устройств исполнительной автоматики космических аппаратов

Сильченко П.Н., Новиков Е.С., Леканов А.В.

Статья научная

Приведен анализ причин, влияющих на обеспечение функциональных характеристик мелкомодульных зубчатых колёс для обоснования и выбора способов упрочнения при проектировании приводов устройств исполнительной автоматики космических аппаратов.

Бесплатно

Обработка динамических инфракрасных изображений при посадке беспилотных летательных аппаратов самолетным способом для контроля навигационных параметров

Свищо В.С., Парфильев А.В., Гарин Е.Н.

Статья научная

Описаны особенности обработки инфракрасных изображений при посадке беспилотных летательных аппаратов самолетным способом. Разработана схема обработки динамических инфракрасных изображений и контроля навигационных параметров при заходе на посадку летательных аппаратов. Произведена оценка потенциальной точности предложенного метода определения навигационных параметров.

Бесплатно

Обработка дискретной последовательности сложных сигналов с линейной частотной модуляцией для обнаружения и оценки радиальной скорости подводной цели

Шостак С.В., Бенгард А.В., Дорофеев Г.В., Стародубцев П.А.

Статья научная

Статья посвящена разработке способа двухканальной обработки дискретной последовательности сигналов с линейной частотной модуляцией для обнаружения малоразмерной подвижной подводной цели и для оценки ее радиальной скорости. Приведены математические формулы, обосновывающие подход к разработке данного метода. Представлена структурная схема устройства обработки такой последовательности сигналов.

Бесплатно

Обработка поверхности армирующего наполнителя из углеволокна для повышения адгезии с бутадиеновым эластомером

Копырин М. М., Марков А. Е., Дьяконов А. А., Туисов А. Г., Лебедев М. П., Кычкин А. А., Охлопкова А. А., Лазарева Н. Н., Данилова С. Н.

Статья научная

В работе приводятся результаты исследования увеличения адгезионного взаимодействия бутадиенового эластомера с армирующей тканью на основе углеволокна. Повышения адгезии эластомера с углеволокном добивались путем поверхностной обработки армирующей ткани, растворенной резиновой смесью в толуоле и клеем Хемосил. В результате исследования высокомодульных материалов на расслоение эластомера от углеволокна наблюдается повышение прочности адгезии. При обработке хемосилом армирующей ткани разрушение происходит по эластомеру, прочность соединения с углеволокном превышает когезионную прочность эластомера. Увеличение адгезии между армирующим наполнителем и бутадиеновой матрицей приводит к изменению упругопрочностных свойств полученных высокомодульных материалов, происходит увеличение прочности при разрыве, твердости, снижение относительного удлинения и абразивостойкости. Методом электронной микроскопии установлено, что поверхностная обработка углеткани приводит к образованию плотного контакта с эластомерной матрицей. При помощи термомеханического анализа показано, что данные материалы могут эксплуатироваться при отрицательных температурах.

Бесплатно